الأساسات هي العملية الهندسية لقيادة أو حفر الهياكل العمودية في عمق الأرض لدعم البناء فوق الأرض. تم استخدام الأساسات منذ آلاف السنين وهي ضرورية لتوفير القوة والاستقرار لحمل الأحمال الثقيلة من المباني والجسور ومشاريع البناء الكبيرة الأخرى. تعتبر الأساسات ضرورية بشكل خاص لإعداد الأرض عندما تكون التربة التحتية ضعيفة أو مشبعة بالماء ، ولإنشاءات طويلة مثل ناطحات السحاب. ومع ذلك ، فإن الأساسات هي عملية صاخبة وغازية. تتناول هذه المقالة الاتجاهات الحالية في تقنية الأساسات وكيف ستعمل على تحسين البناء.
جدول المحتويات
سوق البناء والتركيب المتنامي
الاتجاه نحو المزيد من التراكمات الصديقة للبيئة
الاستفادة من التكنولوجيا لتطوير دعامات ذكية
تبني طرق جديدة للتكديس
الأفكار النهائية
سوق البناء والتركيب المتنامي
من المقدر أن ينمو سوق البناء العالمي من قيمة 10.7 تريليون دولار أمريكي في عام 2020 إلى 15.2 تريليون دولار أمريكي بواسطة 2030، مع حوالي 58 ٪ من ذلك يأتي من الأسواق الناشئة ، ولا سيما الولايات المتحدة والصين والهند وإندونيسيا. دعمًا لذلك ، من المتوقع أن ينمو السوق العالمي لآلات دق الخوازيق الإنشائية بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) 3.6٪ من 2021 إلى 2028، من تقييم 2020 لـ 5.08 مليار دولار. كانت منطقة آسيا والمحيط الهادئ هي المنطقة المهيمنة في السوق العالمية لآلات الركائز حتى عام 2020 ، مع 49.7٪ حصة السوق من حيث الحجم، وتليها الولايات المتحدة وأوروبا. مع هذا النمو المرتفع ، هناك ضغط متزايد على شركات البناء للوفاء بالمعايير البيئية الجديدة والاستفادة من التكنولوجيا لتحقيق كفاءات أكبر.
الاتجاه نحو المزيد من التراكمات الصديقة للبيئة
أي شخص لم يحالفه الحظ ليعيش بالقرب من موقع بناء كبير سيكون على دراية بالصدمات الثقيلة التي تسببها آلات الركائز القريبة التي تدق الأكوام في الأرض في جميع الأوقات. لا يزال دق المطرقة ، وهو دفع الركائز الفولاذية أو الخرسانية في الأرض ، أحد أكثر الطرق شيوعًا للاختيار من قبل المنشئين ، ولكنه لا يحظى بشعبية بالنسبة لأولئك الذين يعيشون في مكان قريب ويعانون من الضجيج المتكرر المرتفع.
في المناطق الحضرية ، غالبًا ما يتم استخدام دق الخوازيق الهيدروستاتيكي بدلاً من دق المطرقة ، وذلك باستخدام الاهتزاز لدفع الأكوام إلى أسفل ، ولكن الاهتزاز منتشر ويزعج شاغلي السكن والمكاتب بقدر تكديس المطرقة.
تباين في القيادة في أكوام الخرسانة الجاهزة، هو استخدام أكوام أنبوب مجوفة التي يتم دفعها (مشدودة) في الأرض. يتم استخلاص المادة الداخلية ثم ملؤها بالخرسانة وصبها في موضعها. تولد الركائز المملوءة اهتزازات أقل من الطرق الأخرى ، لذلك يفضل أحيانًا في البناء الحضري.
كل من هذه الأساليب النموذجية لها تأثيرها الخاص على البيئة أو تتعارض مع اللوائح المحلية ، لذلك يبحث المصنعون عن حلول أكثر صداقة للبيئة ، لكنها فعالة من حيث التكلفة.
من الديزل إلى الهيدروليكي
تاريخياً ، كان سائقو الركائز يعملون بالديزل ، لكن المخاوف المتزايدة بشأن مخاطر الديزل باعتباره ملوثًا بيئيًا دفعت بالحركة لاستبدال طاقة الديزل بـ الطاقة الهيدروليكية. على الرغم من أن هذه خطوة إيجابية ، إلا أن الزيت الهيدروليكي يتسرب ويعتبر أيضًا ملوثًا.
إضافة إلى ذلك ، لا تتعامل المطارق التي تعمل بالديزل ولا المطارق الهيدروليكية مع التأثير البيئي على المجتمع المحيط من ضوضاء الطرق. تمتلك العديد من المدن ضوابط للضوضاء للحد من انبعاث الضوضاء من مواقع البناء ، مما سيدفع شركات البناء إلى استخدام خيارات أكثر هدوءًا.
تقليل الاهتزازات
لتقليل الضوضاء من دق المطرقة ، الهيدروستاتيكي أو الاهتزاز تتراكم مفضل في مناطق المكاتب السكنية والتجارية. هذا يقلل من الشكاوى من الضوضاء ويقلل أيضًا من تلوث الغبار ، ولكنه يضيف بعد ذلك التأثير البيئي للاهتزاز المفرط.
في البناء البحري ، يؤثر هذا الاهتزاز على الحياة المائية ، مما يدفع الولايات المتحدة وأوروبا وأستراليا إلى اتخاذ تدابير تنظيمية صارمة لحماية النظام البيئي البحري. وقد أدى هذا إلى إنشاء ملف الاتجاه للمصنعين لإدخال آلات دق خوازيق ذات اهتزازات أقل.
الاستفادة من التكنولوجيا لتطوير دعامات ذكية
يستفيد المصنعون من التكنولوجيا لتطوير أنظمة ذكية لقيادة الركائز ، لتحقيق كفاءة أكبر في أجهزتهم. تستخدم هذه الابتكارات أنظمة مراقبة متقدمة وإنترنت الأشياء (IoT) وشبكة WiFi والوصول عن بُعد للتحكم والإبلاغ وحتى أنظمة GPSS للتتبع. تتضمن بعض التطبيقات المتقدمة ما يلي:
- ميزات اتصال WiFI التي توفر اتصالاً فوريًا بالبيانات بين المشغل والجهاز لإجراء التعديلات بسرعة
- أنظمة تحكم متقدمة تسمح الخوارزميات للمشغل بالبقاء مسيطرًا على الأساسات ، وتحسين طاقة المطرقة ومعدل ضرب المطرقة في الوقت الفعلي ، لتقليل استهلاك الطاقة وزيادة كفاءة الماكينة
- من خلال ردود الفعل الفورية للبيانات ، يمكن مراقبة مستويات الاهتزاز والصوت
- تحسين البيانات وكفاءة تقديم التقارير المراقبة المستمرة لعملية الأساسات لاكتشاف أي حركة غير مستقرة ومنع تلف المعدات
- الوقود الحيوي والزيوت خيارات أكثر قابلية للاستخدام لتوفير احتراق أنظف
تبني طرق جديدة للتكديس
الصحافة في تتراكم
الضغط على الأساسات يستخدم أ طريقة الاختراق الثابت لا ينتج عنها نفس مشكلات الضوضاء والاهتزاز مثل طرق الاختراق الديناميكي للطرق أو الأساسات الاهتزازية. الركائز المضغوطة هي طريقة مبتكرة لتركيب ركائز الألواح الصديقة للبيئة والأكثر أمانًا من الطرق الأخرى.
آلات الخوازيق المضغوطة مدمجة ويمكن أن تعمل في مساحة محدودة. أكوام ورقة يتم تركيبها باستخدام قوى التفاعل من الأكوام المثبتة بالكامل لتوليد حمل ثابت وقوة الضغط بدلاً من القوة الديناميكية. يقدم هذا النهج طريقة تركيب دعامات خالية من الضوضاء والاهتزاز.
تفريغ الفراغ (بدون تقليم) تتراكم
تقلل تقنية الحفر الفراغي الجديدة للأكوام من الضوضاء وتوفر نهجًا آمنًا للتراكم. تتسبب الأساسات الخرسانية التقليدية في زيادة صب الخرسانة ثم تكسير الخرسانة الزائدة. هذا له مشكلات تتعلق بالصحة والسلامة للعمال وهناك إصابات متكررة ، فضلاً عن أخذ وقت وجهد غير ضروريين. تتضمن هذه الطريقة ، التي تسمى أيضًا طريقة "التشذيب الصفري" ، شفط الخرسانة الزائدة وهي لا تزال مبللة ، باستخدام تقنية الاستخراج بالتفريغ التي لم يتم تطبيقها مسبقًا في البناء بهذه الطريقة. يستخدم التقليم الصفري كمية أقل من الخرسانة ، ويتم استخدام الخرسانة المستخرجة في مكان آخر في الموقع كملء ، مما يوفر التكاليف والأثر البيئي.
الأفكار النهائية
يؤدي الطلب العالمي على المزيد من الإنشاءات السكنية والبنية التحتية أيضًا إلى الحاجة إلى مزيد من الأساسات ، مع ما يترتب على ذلك من تأثير على البيئة. تدفع اللوائح الحكومية والمخاوف البيئية والبيئية الشاملة الحاجة إلى آلات أكثر كفاءة وأكثر صداقة للبيئة.
يتمثل التحدي الذي يواجه شركات البناء في أن آلات دق الخوازيق متينة للغاية ولا تحتاج إلى استبدالها بشكل متكرر ، ويمكن شراؤها من جهة ثانية واستخدامها لإطالة عمر الماكينة. هل تستمر هذه الشركات في استخدام نفس الأساليب ، وربما تجد تحسينات صغيرة في تلك الأساليب ، مثل التحول من الديزل إلى الهيدروليكي ، ثم الاستمرار في الضغط ضد المجموعات البيئية والشكاوى المحلية.
وبدلاً من ذلك ، هل ستختار شركات البناء خيارات الاستثمار لتبني تقنية الأساسات الذكية ، لتوفير مزيد من التحكم ، واستخدام أفضل وفعالية من حيث التكلفة وتكون أكثر قبولًا من الناحية البيئية؟ أم أنهم سيُجرون التغيير الأكبر لتبني أساليب جديدة للتكديس ، بآلات وهياكل دعامات جديدة؟ هذه خيارات أمام المصنعين وشركات البناء على حد سواء.
