بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
طرق نزح المياة الجوفية | Dewatering System
شرح مصور + فيديو + تحميل pdf
نزح المياة الجوفية - dewatering
من أكثر الصعوبات التى تواجه المهندسين فى بداية التنفيذ هو ظهور المياه الأرضية قبل تنفيذ الأساسات وذلك فى حالة الحفر فى تربة ضعيفة التكوين ومنفذة للمياه حيث يتم تسريب للمياه إلى موقع الحفر مما يستلزم القيام بعملية نزح للمياه لاستكمال الأعمال والتى تتطلب مهارة عالية فى التصميم والتنفيذ لعدم التاثير على المنشئات المجاورة وبأقل تكاليف ممكنة .
اشتراطات النزح الجوفى السليم
- منسوب المياه المخفض يجب أن يبقى تحت السيطرة طوال الوقت لتجنب التذبذبات التى يمكن أن تؤثر على اتزان الحفر.
- الطريقة المختارة يجب أن تراعى بقاء الحفر متزناً بشكل دائم بدون حدوث انهيارات أو انتفاخ لقاع الحفر أو فوران للتربة.
- عندما تتكون الطبقة الحاملة للمياه والمطلوب صرفها من مواد حبيبية جيدة التدرج فيمكن اعتبارها بمثابة مرشح طبيعى يمنع سحب حبيبات التربة نتيجة للضخ . وعندما تكون الحالة غير ذلك فلا بد من وضع مرشحات مناسبة حول بيارات السحب وخاصة فى حالة التربة دقيقة الحبيبات لضمان عدم سحب الحبيبات. وللتأكد من عملية سحب حبيبات التربة من عدمه نتيجة للضخ وخاصة فى حالة وجود مبانى مجاورة يتم تجميع كمية من المياه المسحوبة داخل خزان للتحقق من حدوث ترسيب للتربة فى قاع الخزان على أن يتم ذلك فى بداية عماية الضخ وعلى فترات .
- وجود وحدات احتياطية تجنبا لحدوث أى أعطال.
- التخلص من المياه المنزوحة خارج منطقة الحفر بشكل يضمن عدم عودتها لمنطقة العمل مرة أخرى
- تجنب الاضرار بالمنشآت المجاورة حيث يؤدى تخفيض المياه الجوفية إلى سحب الحبيبات من أسفل المنشئات المجاورة مسببا هبوطا متفاوتا لأساسات الجار كما يمكن أن يحدث ذلك نتيجة لزيادة الضغط الرأسى الفعال نتيجة لتغير كثافة التربة من الحالة المغمورة إلى الحالة المشبعة.
- تجنب الفقد الزائد للتربة نتيجة للتسرب من الجوانب أو قاع الحفر بحيث لا يتعدى 7مجم / لتر فى المتوسط لكل بئر ولا يتعدى 15مجم / لتر لكل الآبار.
الغرض من نزح المياه الجوفية | purpose of Dewatering
- To keep the excavation bottom dry
للحصول على بيئة جافة للعمل فى قاع الحفر. حيث يتم تخفيض المياه أسفل قاع الحفر لعمق لا يقل عن 0.5 متر فى حالة عدم استخدام ماكينات ثقيلة للعمل والتخفيض لعمق 1 متر فى حالة وجود معدات ثقيلة للعمل فى قاع الحفر. - To prevent leakage of groundwater or soils
منع التسرب للمياه والتربة خلال الخوازيق الساندة أو الستائر اللوحية - To avoid sand boiling
منع فوران التربة فى أسفل قاع الحفر نتيجة لقوى الرفع وذلك فى حالة التربة الرملية وذلك بتخفيض تأثير المياه على القاع بحيث لا تزيد قوى الرفع عن وزن التربة فى قاع الحفر و الموجودة أعلى منسوب المياه الجوفية كما هو موضح بشكل (5-1) حيث أن قوى الرفع عبارة عن ارتفاع عمود المياه مضروبا فى كثافة المياه بينما وزن التربة عبارة عن ارتفاع التربة مضروبا فى كثافتها.
- To avoid upheaval failure
فى حالة الحفر فى طبقة ضعيفة النفاذية كالطين يقع أسفلها طبقة منفذة كالرمل فإن قاع الحفر يتعرض لقوى رفع نتيجة لضغط المياه فى هذه الحالة إذا زادت قوى الرفع عن وزن التربة يمكن أن يحدث فوران وانتفاخ لطبقة الطين كما هو موضح بشكل (5-2)
- To keep the basement floor from floating
لحماية الأعمال بدور البدروم من التعويم فى حالة كانت قوى الرفع أكبر من وزن الأعمال الإنشائية .
حالات الخزان الجوفي الذي يتم تخفيضة
- Unconfined Aquifer خزان جوفى غير محصور
وهو حالة وجود طبقة منفذة (رمل أو خليط من الرمل والزلط) تكون حاملة للمياه الجوفية ويقع أسفلها طبقة غير منفذة (طين أو طمى أو صخر) وفى هذه الحالة يكون السريان بالجاذبية الأرضية ويطلق على البئر أنه بئر جذب. حيث تكون المياه الجوفية متصلة بشكل مباشر مع الغلاف الجوى بواسطة الفراغات بين الحبيبات .
- Confined Aquifer خزان جوفى محصور
فى حالة وجود طبقة منفذة حاملة للمياه تقع بين طبقتين غير منفذتين مكونة بئر جوفى ارتوازى يكون تحت ضغط يطلق عليه الضغط الارتوازى وهو غالبا يكون أكبر من الضغط الجوى مما يسبب ارتفاع المياه فى البئر لمسافة تعادل الفرق بين الضغط الجوى والضغط الارتوازى , ويشترط أن يكون ارتفاع المياه فى الآبار أكبر من سمك الطبقة الحاملة (ho > D) مع ملاحظة أنه إذا وصل التخفيض إلى الطبقة المنفذة للمياه يتم التعامل مع هذه الطبقة وكأنها غير محصورة ويعتبر السريان فى هذه الحالة مشترك حيث يكون السريان بالجاذبية خلال مسافة السريان فى الطبقة الحاملة للمياه وسريان ارتوازى خلال مسافة السريان فى الطبقة الغير منفذة .
طرق نزح المياة الجوفية | Methods of dewatering
- طريقة النزح السطحى | Surface Dewatering
- طريقة الآبار الأبرية | Well point system
- طريقة الآبار العميقة | Deep wells
- طريقة حقن التربة | Grouting
- طريقة الكهروأسموزية | Electro Osmosis
- طريقة الهواء المضغوط | Compressed air
- طريقة تجميد مياه التربة | Freezing
- وتختلف كل طريقة من هذه الطرق عن الأخرى فى تكلفتها ومناسبة كل واحدة لظروف الموقع ووجود المعدات والكوادر الفنية القادرة على التنفيذ , وتتوقف عملية اختيار الطريقة المناسبة للنزح على مجموعة من المعاملات منها:
1️⃣ خواص التربة مثل النفاذة وتتابع الطبقات.
2️⃣ عمق الحفر تحت منسوب المياه الجوفية.
3️⃣ مصدر المياه المطلوب نزحها وعمق الطبقة الحاملة للمياه .
4️⃣ طريقة تدعيم جوانب الحفر .
5️⃣ مدى ضرورة تأمين المنشآت القائمة بجوار الحفر.
6️⃣ نوعية المياه المطلوب نزحها وذلك بدراسة الأملاح الذائبة للتأكد من نسبة املاح الكربونات أو الأكاسيد الحديدية والتى يمكن أن تسبب صدأ الشبكة المعدنية للبئر.
⚫ أولاً : طريقة النزح السطحي | Surface Dewatering
- هى واحدة من أكثر طرق النزح بساطة وشيوعا وتتلخص فى اختيار أكثرالنقاط المنخفضة فى الموقع وذلك فى صورة قناة صرف تحيط بالموقع أو بيارة (شكل 5-5) ثم تركيب طلمبة تقوم بسحب المياه ثم طردها خارج الموقع وتستخدم غالبا فى حالة التربة الخشنة ذات معامل نفاذية عالى أومتوسط ولتلافى عملية سحب حبيبات التربة خلال النزح يمكن وضع فلتر من الزلط أو الرمل داخل القناة أو المصرف.
🔹 مميزات طريقة النزح السطحي
- أكثر طرق النزح بساطة وشيوعاً في الموقع .
- افضل طرق النزح من الناحية الاقتصادية سواء في العمل او الصيانه .
- يمكن تطبيقها لأغلب انواع التربة والصخور .
🔹 عيوب طريقة النزح السطحي
- تتسرب المياه الجوفية في هذه الطريقة تجاه الحفر بشكل منحدر حاد مما قد يؤثر على الحفر او ربما انهيار جوانب الحفر .
⚫ ثانياً : طريقة الآبار الإبرية | Well point System
- عبارة عن مجموعة من المواسير ذات الأقطار الصغيرة ( 5-8سم) التى تنفذ على هيئة صفوف (شكل 6-5) وهو يستخدم فى حالة كان هناك خط مواسير ممتد أو موقع بأبعاد محددة ولأعماق حفر أسفل منسوب المياه الجوفية يصل إلى 6 متر وفى حالة الزيادة عن ذلك يتم استخدام أبار ابرية متعددة المراحل كما هو موضح بشكل (7-5) .
🔹 فيديو توضيحي لطريقة الآبار الإبرية
🔹 مكونات النظام
- ماسورة البئر وتتكون من
1️⃣ ماسورة ذات قطر من 5إلى 8سم تنتهى من أعلى بجزء كروى للربط مع الخرطيم الموصلة إلى الماسورة المجمعة وتصل إلى طول 6متر.
2️⃣ الماسورة المثقبة طولها من 30إلى 110سم وفتحات ثقوب من 0.3إلى 0.6مم وتغطى بشبكة رقيقة مصنوعة من المعدن أو البلاستك لمنع الصدأ وسهولة التنظيف وذلك لمنع مرور حبيبات التربة الناعمة.
3️⃣ الحربة والتى تنتهى بماكينة غرز تقوم بضخ المياه تحت ضغط عالى جدا مما يسمح بتفتيت التربة ونزول الماسورة إلى العمق المطلوب. - خراطيم التوصيل : وهى عبارة عن خراطيم عادية مرنة ذات نهايات كروية تصل بين ماسورة البئر والماسورة المجمعة.
- الماسورة المجمعة وهى عبارة عن ماسورة تكون عادة من الألمونيوم وبقطر من 6إلى 8بوصة لها مخارج قطر 2 بوصة مثبتة على البدن من الخارج تسمح لها بالربط بخراطيم التوصيل .
- طلمبة السحب وهى من نوع خاص لتقوم بسحب المياه من طبقات الأرض ثم تقوم بصرف المياه إلى المصارف العمومية حيث يتم وضع طلمبة لكل من 50إلى 1000بئر مع وجود مضخات احتياطية. مع ملاحظة أنه فى حالة التربة الرملية يتم عمل مرشح حول الماسورة من الرمال الخشنة بسمك لا يقل عن 15سم (شكل 8-5)
🔹المسافة بين الآبارالأبرية
تتوقف المسافة بين الآبار على درجة نفاذة التربة ونوع التربة والزمن المطلوب لتخفيض المياه وابعاد الموقع ففى حالة الرمل الخشن أو الزلط الرملى تكون المسافة من 0.75إلى 1متر وفى التربة الناعمة تصل إلى 1.5متر وعموما فإن المسافة بين الآبار تتراوح من 1إلى 2متر.
⚫ ثالثاً : طريقة الآبار العميقة | Deep wells
- فى هذا النظام يتم حفر آبار باستخدام ماسورة بقطر يزيد عن 30 سم لتغليف الحفر وذلك حتى العمق المطلوب والذى يتجاوز 8 متر ثم يتم انزال ماسورة بقطرأقل من الماسورة الخارجية بحوالى 15سم بحيث تكون مخرمة و مغطاة بسلك شبك و جزءها السفلى مصمت لعدة أقدام ومسدود بما يشكل بيارة لنزول الطلمبة الغاطسة .ثم يتم وضع زلط متدرج فى الفراغ بين الماسورتين ليعمل كفلتر ومرشح لحبيبات التربة ثم يتم سحب ماسورة تغليف الحفر تدريجياً.
🔹 خطوات تصميم آبار النزح الجوفى :
🔹 فيديو توضيحي لطريقة الآبار العميقة
- يتم تحديد نصف القطر المكافئ للموقع ككل
- يتم حساب نصف قطر التأثير لبئر واحد فقط بالموقع .
- يتم حساب قيمة المياه المسحوبة بواسطة البئرللموقع بأكمله وذلك باستخدام المعادلات المناسبة حسب طبيعة الخزان الجوفى وحالة الاختراق للطبقة الحاملة.
- يتم حساب عدد الآبار المطلوبة بقسمة كمية المياه المسحوبة من الموقع بأكمله على أساس أنه تم التخفيض بواسطة بئر واحد على قدرة السحب للبئر الواحد الذى سيتم تنفيذه فعلياً.
- يتم التأكيد على قيمة التخفيض بحساب قيمته عند منتصف الموقع.
تحميل ملف الشرح بصيغة pdf
يمكنكم تحميل الملف بصيغة pdf
من أحد الروابط الآتية
من أحد الروابط الآتية
لا تنسوا مشاركه هذه التدوينه مع اصدقائكم من الاسفل
لا تنسونا من صالح الدعاء
م / معاذ السبع
لا تتردد في وضع استفسارك او اقتراحك لنا في التعليق او التبليغ عن رابط لا يعمل .
واتق الله في ما تكتبه . وكن علي يقين ان ما تكتبه يعبر عن شخصيتك .