معدات حفر الأساسات: أنواعها واستخداماتها وميزاتها

معدات حفر أو دق الأساسات هو مصطلح واسع يشمل معدات مثل دقاقات شيت بايل، وآلات حفر الخنادق، ومعدات حفر الآبار، وحفارات الأساسات، والحفارات الدورانية الأساسية في البناء لإنشاء أساسات قوية. على الرغم من أن هذه الأسماء غالبًا ما تستخدم بالتبادل، إلا أن كل معدة لها تكوينات وتطبيقات مختلفة عن غيرها ويعد فهم هذه الفروق أمر بالغ الأهمية لاختيار المعدات المناسبة لمهام البناء المحددة.

عادة ما تكون آلة إعداد الأساسات رافعة أو حفارة معدلة لتناسب مهام محددة لبناء الأساس، وقد طور مصنعون مثل ليبر وSennebogen ملحقات متخصصة مصممة خصيصًا لهذه التطبيقات. على سبيل المثال تُستبدل ذراع الحفار بقطعة أقصر وأكثر محاذاة أفقيًا لدعم الصاري الأساسي، بينما يُثبت الصاري في ذروة ذراع الرافعة الشبكية عند التعديل على الرافعة. تدل سهولة تعديل هذه المعدات على البراعة الهندسية المتبعة.

شاهد مقطع الفيديو الأخير على اليوتيوب الذي يبين تحويل عدد من حفارات كوبلكو لآلات إعداد الأساسات:

ما يميز آلة إعداد الأساسات هو ملحقاتها؛ الأداة الأساسية في تثبيت عمود الأساس في الأرض. سنتعرف في هذا المقال على الأنواع المختلفة لهذه المرفقات المتخصصة وتطبيقاتها وميزاتها التي تجعل من آلات إعداد الأساسات معدات بناء ضرورية، لنتابع معًا للحصول على فهم شامل لأدوات البناء الحيوية هذه.

الأنواع المختلفة لآلة إعداد الأساسات

تطورت آلات إعداد الأساسات على مر الزمن وظهر منها أنواع مختلفة لتتكيف مع احتياجات البناء المحددة. تشمل الأنواع الأكثر استخدامًا حاليًا مطارق الديزل، وأنظمة الحفر الرأسية، والمطارق الهيدروليكية، والمكابس الهيدروليكية، والرافعات/المستخرجات الاهتزازية.

مطارق الديزل

تعمل مطارق الديزل الحديثة كمحركات ديزل كبيرة ثنائية الشوط. يعد المكبس المكون الرئيسي ويعمل بمثابة الوزن، وتُربط الأسطوانة بأعلى المطرقة. تبدأ العملية برفع الوزن، وسحب الهواء إلى الأسطوانة، حيث يزود بوقود الديزل. يضغط الوزن الخليط مما يسبب الاشتعال ونقل الطاقة إلى رأس المطرقة. تتكرر هذه الدورة، مما يؤدي إلى دفع المطرقة إلى عمق أكبر مع كل ضربة.

أنظمة الحفر الرأسية

تأتي هذه الأنظمة في شكلين أساسيين: المسحاة والصناديق. يشيع استخدام الصناديق في جنوب الولايات المتحدة، في حين أن المسحاة أكثر شيوعًا في شمال الولايات المتحدة وكندا وأوروبا. يعتمد الاختيار بين هذين الاثنين على التفضيلات الإقليمية ومتطلبات البناء المحددة.

المطارق الهيدروليكية

بديل عن مطارق الديزل والمطارق الهوائية، تستخدم المطارق الهيدروليكية لدق الأنابيب الفولاذية والخرسانة مسبقة الصب والأساسات الخشبية، كما أنها صديقة للبيئة، وتنتج ضوضاء وتلوث أقل، وعلى الرغم من أنها أقل إحداثًا للضوضاء إلا أن مستوى الصوت الناتج عن الارتطام مشابه لمطارق الديزل وغالبًا ما ينتج عن المطرقة التي تدق أعمدة الأساس.

المكابس الهيدروليكية

تستخدم هذه الآلات مكابس هيدروليكية لضغط الأساسات في الأرض وتعد مثالية للأراضي التي لا تحتمل الاهتزاز المرافق لعملية الحفر. يمكن أن تتكيف ملحقات الضغط مع الحفارات التقليدية لضغط الأساسات الشيت، ويمكن تركيب معدات الضغط الأخرى على الأساسات لتطبيق قوة أكبر، وتعد هذه الطريقة فعالة لتثبيت الأساسات بشكل دقيق.

رافعات/مستخرجات الأساسات الاهتزازية

مجهزة بنظام من الأوزان اللامركزية ذات الدوران المعاكس والمدعومة بمحركات هيدروليكية، تركز هذه الماكينات على توصيل الاهتزازات الرأسية إلى أعمدة الأساس، وتعد مثالية للحفر أو تثبيت الأساسات وغالبًا ما تستخدم في المناطق التي لا تحتمل الضوضاء المرتفعة أو حيث يكون الفراغ العمودي محدود. يمكن ربط حفارات الأساسات الاهتزازية بحفار أو رافعة وتختلف معدلات الاهتزاز لتلائم ظروف التربة المختلفة ومتطلبات المشروع.

يندر استخدام الأنواع الثلاثة الأولى من آلات حفر الأساسات، فعادةً يختار المهندسون المدنيون آلات المكابس الهيدروليكية والرافعات الاهتزازية لتتلاءم مع متطلبات البيئة.

لماذا تستخدم آلة حفر الأساسات؟

يستخدم حفار الأساسات على نطاق واسع بعمليات البناء الحديثة بسبب دوره الأساسي في إنشاء الأساسات العميقة، فهو ضروري لمشاريع حفر الأساس في أنواع التربة المختلفة مثل التربة الرملية والطين والطين الرخو وغيرها. تشبه هذه الحفارات من الناحية الوظيفية معدات حفر النفط وتزود بأدوات متنوعة مثل البرغي القصير للتربة الجافة، أو الدلو الدوار للتربة الرطبة، أو المثقاب الصلب للصخور.

تتطلب بعض مشاريع البناء إلى أُسس عميقة وهنا يأتي دور آلات حفر الأساسات، حيث أن الأساس العميق؛ على عكس الأساس الضحل، يعتمد على تثبيت أساسات المبنى ضمن مستويات تصل إلى عدة طبقات تحت الأرض، مما يجعلها مثالية لهياكل مثل ناطحات السحاب، حيث تكون الأحمال هائلة وقد لا يوفر الأساس السطحي الدعم الكافي.

غالبًا ما يوصي مهندسو الجيولوجية التقنية الاعتماد على الأساسات العميقة لعدة أسباب، مثل إنشاء التصاميم الضخمة أو عند التعامل مع ظروف التربة السيئة في الأعماق الضحلة، أو التنقل ضمن حدود معينة للموقع مثل حدود الملكية. تأتي الأساسات العميقة بأشكال مختلفة، بما في ذلك الأساسات المشابهة للأعمدة، والأرصفة البحرية العمودية، والأعمدة المحفورة، حيث يخدم كل منها غرض محدد ويختار بناءً على تصميم المبنى وأحوال الموقع.

تعد أعمدة الأساس عنصر أساسي في بناء الأساسات العميقة، وقد تُصنع من مواد مختلفة مثل الخشب أو الفولاذ أو الخرسانة المسلحة أو الخرسانة المضغوطة. تتطلب بعض المشاريع إنشاء أساسات عميقة باستخدام آلات حفر الأساسات، مثل الطرق السريعة والجسور والمباني الصناعية والسكنية، ومشاريع الحفاظ على المياه، وحماية المنحدرات، والتعديل التحديثي الزلزالي. تتضمن أنظمة حفر الأساسات مجموعة من الأعمدة المتصلة بواسطة غطاء تساعد في توزيع الأحمال التي قد تتجاوز قدرة تحمل العمود الواحد.

عادةً ما تكون الأغطية والأساسات مترابطة من خلال عوارض مصفوفة مؤديةً إلى إنشاء نظام أساس متماسك. يسمح هذا الترتيب بتوزيع الأحمال الهيكلية الخفيفة على العوارض المصفوفة والعناصر الأثقل تُحمل مباشرة على الغطاء.

تعتبر آلة إعداد الأساسات مكون أساسي عند بناء الأساسات العميقة لتوفير الدعم والثبات اللازمين لمجموعة واسعة من الهياكل.

المواصفات والميزات الرئيسية لآلة دق الأساسات ABI Mobilram TM 17

يتميز حفار الأساسات ABI Mobilram TM17 بتعدد استخداماته وكفاءته وتطبيقاته العديدة في أعمال الهندسة المدنية وإنشاء الأسس، بما في ذلك الحفر، ودق الأساسات، وتطبيق ضغط ثابت، وخلط التربة، والصدم، وقد صُمم نظام الأساسات TM لتحقيق الكفاءة العالية والدقة في أعمال البناء.

المكونات الأساسية لحفار الأساسات ذو الصاري التلسكوبي هي:

1- الونش المساعد

يحمل الرأس الاهتزازي، وهو ضروري لدق الأعمدة.

2- الصاري الأساسي

يثبت العمود ويعمل كدليل للحركة العمودية للرأس الاهتزازي.

3- نظام الإرساء

يضمن صحة تموضع الملحقات، مثل الرأس الاهتزازي، بشكل صحيح.

4- معدلات الحركة

تتحكم هذه الأجزاء المرتبطة بذراع الرافعة في حركة الصاري الرئيسي، مما يسمح بالتشغيل الدقيق.

بعيدًا عن هذه الأجزاء المتخصصة، تشترك ABI Mobilram TM17 مع الحفار بمزايا متعددة، بما في ذلك الجزء العلوي، وثقل الموازنة، والمحرك، والهيكل السفلي، والكابينة. تم تركيب هذا الموديل على ناقل Sennebogen SR35 بجزءه القاعدي، والذي يتميز بمحرك ديزل كات C18 متوافق مع معايير الانبعاثات الأوروبية من المستوى الخامس عاكسًا التزامه بالاستدامة البيئية.

فيما يلي بعض المواصفات الرئيسية لحفار الأساسات ABI Mobilram TM17:

قوة المحرك	470 كيلو واط
طول عربة توجيه الشوط	18,000 ملم
أقصى تحمل لعزم الدوران	150 كيلو نيوتن متر
سعة التحميل القصوى	11 طن
وزن التشغيل	67 طن

تُعد آلة دق شيت بايل ABI Mobilram TM17 مثال نموذجي على قدرات الهندسة الحديثة لآلات حفر الأساسات بأدائها القوي وتعدد استخداماتها وحفاظها على البيئة.

إن الفهم الدقيق للأنواع المختلفة لحفار الأساسات بما فيها من تطبيقات وميزات ومواصفات فنية مثل ABI Mobilram TM17، يساعد على استيعاب المتطلبات المتخصصة للبناء الحديث. وتلعب هذه الآلات دور أساسي في وضع أسس قوية ومستقرة للهياكل العمرانية، من ناطحات السحاب إلى الجسور، ومع التقدم التكنولوجي أصبحت هذه الآلات أكثر كفاءة، وتنوع، وحفاظ على البيئة ملبيةً متطلبات المواقع المختلفة وأنظمة العمل المحلية. تصفح قائمة حفارات الأساسات المعروضة للبيع واكتشف المواصفات الفنية المختلفة المتبعة من قبل مصنعي المعدات الأصلية.