يعد فحص الموقع جانبًا مهمًا من جوانب الهندسة الجيوتقنية ، حيث يوفر معلومات مهمة حول الخصائص الجيولوجية والجيوتقنية للموقع. يتضمن جمع البيانات لتحديد خصائص الظروف تحت السطحية للموقع ، مثل الجيولوجيا ، وخصائص التربة والصخور ، وظروف المياه الجوفية ، وعوامل أخرى قد تؤثر على تصميم وبناء المشروع.

يعتبر فحص الموقع جزءًا مهمًا من عملية البناء ، حيث يساعد المهندسين والمصممين على فهم ظروف الموقع وتطوير تصميمات الأساس المناسبة وطرق البناء الآمنة والاقتصادية والمستدامة. كما أنها تستخدم لتحديد الأخطار أو المخاطر المحتملة التي قد تؤثر على سلامة أو أداء المشروع.

عادة ما يتم إجراء التحقيق في الموقع على عدة مراحل ، بما في ذلك التحقيق الأولي ، واستطلاع الموقع ، والتحقيق التفصيلي. سيعتمد نوع ونطاق التحقيق على حجم وتعقيد المشروع ، بالإضافة إلى مستوى المخاطر المرتبطة بظروف الموقع.

الحفر وأخذ العينات

المحتويات

تقنيات التحقيق في الموقع

هناك العديد من التقنيات التي يمكن استخدامها لفحص الموقع ، اعتمادًا على متطلبات المشروع المحددة وطبيعة الموقع. تتضمن بعض الأساليب الشائعة ما يلي:

  1. دراسة مكتبية: يتضمن ذلك جمع ومراجعة كافة البيانات والمعلومات المتوفرة المتعلقة بالموقع والمنطقة المحيطة به ، بما في ذلك الخرائط الجيولوجيةوالصور الجوية والسجلات التاريخية وتقارير التحقيق السابقة في الموقع.
  2. استطلاع الموقع: يتضمن ذلك زيارة الموقع لإجراء الملاحظات وإجراء القياسات ، مثل رسم خرائط لميزات السطح ، وتقييم حالة الهياكل القائمة ، وتحديد المخاطر المحتملة.
  3. المسوحات الجيوفيزيائية: تتضمن هذه استخدام تقنيات مختلفة لقياس ورسم خريطة للخصائص الفيزيائية تحت السطح، مثل المقاومة الكهربائية، والقابلية المغناطيسية، و موجات زلزالية. وتشمل أمثلة التقنيات الجيوفيزيائية رادار مخترق للأرضوالانعكاس والانكسار الزلزالي وتصوير المقاومة الكهربائية.
  4. الحفر وأخذ العينات: يتضمن ذلك حفر الآبار أو حفر حفر الاختبار للحصول على عينات من التربة والصخور ، والتي يمكن تحليلها في المختبر لتحديد خصائصها الفيزيائية والميكانيكية.
  5. الاختبار في الموقع: تجرى هذه الاختبارات في الموقع لتحديد خصائص التربة والصخور في حالتها الطبيعية. تتضمن أمثلة الاختبارات في الموقع اختبار الاختراق القياسي (SPT) واختبار الاختراق المخروطي (CPT) واختبار مقياس الضغط.
  6. الفحوصات المخبرية: يتضمن ذلك تحليل عينات التربة والصخور في المختبر لتحديد خصائصها الفيزيائية والميكانيكية والكيميائية. تشمل أمثلة الاختبارات المعملية تحليل حجم الحبوب واختبار الضغط ثلاثي المحاور واختبار القص المباشر.
  7. الاختبارات البيئية: يتم إجراء هذه الاختبارات لتقييم الظروف البيئية للموقع ، بما في ذلك وجود ملوثات في التربة والمياه الجوفية والمياه السطحية. تتضمن أمثلة الاختبارات البيئية أخذ عينات من التربة والمياه الجوفية ، وتحليل المعادن الثقيلة ، والهيدروكربونات ، وغيرها من الملوثات.
  8. الاستشعار عن بعد: يتضمن ذلك استخدام الصور الملتقطة عبر الأقمار الصناعية أو الصور الجوية لتخطيط وتحليل الموقع والمناطق المحيطة به. يمكن استخدام الاستشعار عن بعد لتحديد أنماط استخدام الأراضي ، والغطاء النباتي ، والتضاريس ، والميزات الأخرى التي يمكن أن تؤثر على ملاءمة الموقع وتطوره.

يمكن استخدام هذه التقنيات معًا لتوفير فهم شامل للموقع وخصائصه.

التقنيات الجيوفيزيائية

التقنيات الجيوفيزيائية هي مجموعة من الأساليب المستخدمة في فحص الموقع لتوفير معلومات حول الظروف الجيولوجية تحت السطحية ، دون الحاجة إلى الحفر أو الحفر. تتضمن هذه التقنيات قياس الخصائص الفيزيائية المختلفة تحت السطح ، مثل الكثافة والقابلية المغناطيسية والتوصيل الكهربائي والسرعة الزلزالية وغيرها. تُستخدم البيانات التي تم جمعها من المسوحات الجيوفيزيائية لإنشاء صور ونماذج تحت السطح ، والتي يمكن أن تساعد في تحديد الهياكل الجيولوجية ، مثل أخطاءوالكسور والتغيرات في علم الصخر. تتضمن بعض الأساليب الجيوفيزيائية الشائعة الاستخدام في استقصاء الموقع ما يلي:

  1. الانعكاس الزلزالي: تتضمن هذه التقنية توليد موجات زلزالية باستخدام مصدر وقياس الموجات المنعكسة باستخدام أجهزة الاستشعار. يمكن استخدام البيانات التي تم جمعها لإنشاء صورة ثنائية أو ثلاثية الأبعاد تحت السطح.
  2. التصوير المقطعي بالمقاومة الكهربائية (ERT): تقيس هذه التقنية المقاومة الكهربائية للمواد تحت السطحية عن طريق تمرير تيار كهربائي عبر الأرض وقياس فرق الجهد. يمكن استخدام البيانات التي تم جمعها لإنشاء نموذج تحت السطح.
  3. رادار مخترق للأرض (GPR): تتضمن هذه التقنية إرسال واستقبال الموجات الكهرومغناطيسية من وإلى باطن الأرض. يمكن استخدام البيانات التي تم جمعها لإنشاء صورة مقطعية تحت السطح.
  4. المسح المغناطيسي: تقيس هذه التقنية الخصائص المغناطيسية للمواد تحت السطحية باستخدام مقياس المغناطيسية. يمكن استخدام البيانات التي تم جمعها لتحديد الانحرافات المغناطيسية المرتبطة ببعض الهياكل الجيولوجية.
  5. مسح الجاذبية: تقيس هذه التقنية مجال الجاذبية تحت السطح باستخدام مقياس الجاذبية. يمكن استخدام البيانات التي تم جمعها لتحديد التغيرات في كثافة المواد الجوفية ، والتي يمكن أن تشير إلى وجود الهياكل الجيولوجية.
  6. المسح الكهرومغناطيسي: تتضمن هذه التقنية إرسال واستقبال الموجات الكهرومغناطيسية من وإلى باطن الأرض ، والتي يمكن استخدامها لتحديد التغيرات في التوصيل تحت السطحي. هذا يمكن أن يساعد في تحديد بعض الهياكل الجيولوجية.

يمكن أن توفر هذه التقنيات الجيوفيزيائية معلومات قيمة لفحص الموقع ، ويمكن استخدامها بالاقتران مع طرق أخرى ، مثل الحفر وأخذ العينات ، للحصول على فهم شامل للجيولوجيا الجوفية.

الحفر وأخذ العينات

يعتبر الحفر وأخذ العينات من التقنيات الحاسمة في فحص الموقع والتي تسمح لمهندسي الجيوتقنية والجيولوجيين بالحصول على معلومات حول الظروف تحت السطحية للموقع. تتضمن التقنيات حفر آبار في الأرض وجمع عينات من التربة أو الصخور على أعماق مختلفة.

يتم استخدام المعلومات التي تم الحصول عليها من الحفر وأخذ العينات لتحديد الخصائص الفيزيائية والهندسية للتربة والصخور ، مثل تكوينها وقوتها ونفاذيةها وخصائصها التشوهية. ثم يتم استخدام هذه المعلومات لتصميم الأساسات والحفريات والأنفاق وغيرها من الهياكل.

هناك عدة أنواع من تقنيات الحفر ، منها:

  1. حفر اوجير: يتضمن ذلك استخدام برغي حلزوني لاختراق التربة وجمع العينات. يستخدم بشكل شائع في التحقيقات الضحلة وأنواع التربة غير الصعبة للغاية.
  2. الحفر الدوراني: يتضمن ذلك استخدام مثقاب دوار لاختراق التربة أو الصخور. يمكن استخدامه في كل من التحقيقات الضحلة والعميقة.
  3. الحفر بالقرع: يتضمن ذلك استخدام مطرقة لدفع ريشة الحفر في التربة أو الصخر. يستخدم عادة في التكوينات الصخرية.

بمجرد حفر البئر ، يمكن جمع عينات من التربة أو الصخور باستخدام تقنيات أخذ العينات المختلفة ، مثل:

  1. اختبار الاختراق القياسي (SPT): يتضمن ذلك دفع جهاز أخذ العينات بملعقة مقسمة إلى التربة باستخدام مطرقة وإحصاء عدد الضربات المطلوبة لدفع العينة لمسافة محددة. تُستخدم هذه المعلومات لتحديد كثافة التربة وقوتها.
  2. أخذ العينات من أنبوب شيلبي: يتضمن ذلك استخدام أنبوب رقيق الجدران لجمع عينات التربة غير المضطربة من البئر. تستخدم هذه التقنية بشكل شائع لأخذ عينات من التربة المتماسكة.
  3. حفر الصخور: يتضمن ذلك استخدام مثقاب برأس ماسي لجمع عينات الصخور. يمكن أن تكون العينات إما مستمرة أو متقطعة ، اعتمادًا على تقنية الحفر المستخدمة.

ثم يتم إرسال العينات التي تم جمعها من البئر إلى المختبر لفحصها وتحليلها. تُستخدم النتائج لتطوير تقرير جيوتقني يوفر معلومات عن الظروف تحت السطحية للموقع وتوصيات لتصميم الأساس والبناء.

الاختبار في الموقع

يشير الاختبار في الموقع إلى الطرق المستخدمة لقياس خصائص التربة والصخور في الموقع الذي توجد فيه المواد ، دون إزالتها من وضعها الطبيعي. يمكن أن يوفر الاختبار في الموقع معلومات مهمة لمشاريع الهندسة والبناء ، لأنه يسمح بفهم أكثر دقة لخصائص التربة والمواد الصخرية التي ستتم مواجهتها أثناء الحفر أو البناء أو الأنشطة الأخرى.

هناك عدة أنواع مختلفة من تقنيات الاختبار في الموقع ، بما في ذلك:

  1. اختبار الاختراق القياسي (SPT): هذه طريقة مستخدمة على نطاق واسع لتحديد قوة التربة وكثافتها. يتم دفع عينة أسطوانية إلى التربة باستخدام مطرقة ، ويتم تسجيل عدد الضربات المطلوبة لاختراق التربة على مسافة معينة.
  2. اختبار الاختراق المخروطي (CPT): يتضمن هذا الاختبار دفع مقياس اختراق مخروطي الشكل في التربة بمعدل ثابت ، مع قياس مقاومة الاختراق. يمكن استخدام البيانات لتحديد قوة التربة وكثافتها وخصائص أخرى.
  3. اختبار الضغط: يتضمن هذا الاختبار نفخ مسبار أسطواني داخل حفرة البئر وقياس الضغط المطلوب لتوسيع المسبار. يمكن استخدام البيانات لتحديد خصائص الإجهاد والانفعال في الموقع للتربة أو الصخور.
  4. اختبار سرعة موجة القص: يتضمن هذا الاختبار قياس سرعة موجات القص التي تنتقل عبر التربة أو الصخور باستخدام الطرق الزلزالية. يمكن استخدام البيانات لتحديد صلابة وكثافة المادة.
  5. اختبار الاهتزازات المتقاطعة: يتضمن هذا الاختبار إنشاء موجات زلزالية في مكان ما وقياس الموجات في موقع آخر باستخدام أجهزة استشعار مثبتة في الآبار. يمكن استخدام البيانات لتحديد سرعة موجة القص وخصائص أخرى للتربة أو الصخور.
  6. اختبار التوصيل الحراري: يتضمن هذا الاختبار قياس معدل تدفق الحرارة عبر التربة أو الصخور باستخدام مصدر حرارة وأجهزة استشعار درجة الحرارة. يمكن استخدام البيانات لتحديد الخصائص الحرارية للمادة.
  7. اختبار المقاومة الكهربائية: يتضمن هذا الاختبار قياس المقاومة الكهربائية للتربة أو الصخور باستخدام مجسات يتم إدخالها في الأرض. يمكن استخدام البيانات لتحديد محتوى الرطوبة وخصائص أخرى للمادة.

هذه مجرد أمثلة قليلة لأنواع مختلفة من تقنيات الاختبار في الموقع التي يمكن استخدامها في الهندسة الجيوتقنية واستقصاء الموقع. يعتمد اختيار التقنية على الخصائص المحددة للتربة أو المواد الصخرية وظروف الموقع وأهداف التحقيق.

الفحوصات المخبرية

يعد الاختبار المعملي جزءًا مهمًا من فحص الموقع ويستخدم لتحديد الخواص الفيزيائية والميكانيكية لعينات التربة والصخور التي تم الحصول عليها من الموقع. هذه الاختبارات مهمة في تحديد الخصائص الهندسية للتربة والصخور ، مثل القوة والنفاذية والانضغاط وخصائص التشوه ، والتي تستخدم في تصميم وبناء الهياكل الهندسية.

هناك العديد من الاختبارات المعملية التي يمكن إجراؤها على عينات التربة والصخور ، ومنها:

  1. تحليل حجم الحبوب: يستخدم هذا الاختبار لتحديد توزيع حجم الحبيبات في التربة. يتضمن الاختبار نخل التربة من خلال سلسلة من المناخل القياسية وقياس وزن التربة المحتجزة في كل منخل.
  2. حدود اتربيرج: يستخدم هذا الاختبار لتحديد حد البلاستيك ، وحد السائل ، وحد الانكماش للتربة. يتضمن الاختبار قياس محتوى الرطوبة في التربة في مراحل مختلفة من الاختبار لتحديد حدود حالات الاتساق المختلفة.
  3. اختبار الضغط: يستخدم هذا الاختبار لتحديد الكثافة الجافة القصوى ومحتوى الرطوبة الأمثل للتربة. يتضمن الاختبار ضغط التربة في قالب قياسي باستخدام طاقة ضغط قياسية وقياس الكثافة الناتجة.
  4. اختبار قوة القص: يستخدم هذا الاختبار لتحديد مقاومة القص للتربة أو الصخور. يتضمن الاختبار تطبيق قوة القص على عينة من التربة أو الصخور وقياس التشوه الناتج.
  5. اختبار النفاذية: يستخدم هذا الاختبار لتحديد نفاذية التربة أو الصخور. يتضمن الاختبار قياس معدل تدفق المياه عبر عينة من التربة أو الصخور تحت تدرج هيدروليكي معروف.
  6. اختبار التوحيد: يستخدم هذا الاختبار لتحديد معدل وحجم استقرار التربة. يتضمن الاختبار تطبيق حمولة على عينة من التربة وقياس التشوه الناتج بمرور الوقت.
  7. اختبار ميكانيكا الصخور: يشمل ذلك اختبارات مثل الضغط أحادي المحور ، والضغط ثلاثي المحاور ، واختبارات القص المباشر ، والتي تُستخدم لتحديد القوة وخصائص التشوه لعينات الصخور.

يتم إجراء هذه الاختبارات المعملية عادةً وفقًا لإجراءات الاختبار القياسية التي وضعتها منظمات مثل ASTM International والجمعية الدولية لميكانيكا الصخور.

الاختبارات البيئية

الاختبار البيئي هو عملية تحليل العينات البيئية لتحديد وجود وتركيز الملوثات أو الملوثات. هذا النوع من الاختبارات مهم لتقييم تأثير الأنشطة البشرية على البيئة ، ولضمان الامتثال للوائح البيئية.

تتضمن بعض الأنواع الشائعة للاختبارات البيئية ما يلي:

  1. اختبار المياه: يشمل ذلك تحليل المياه السطحية والجوفية ومياه الصرف لتحديد وجود وتركيز الملوثات مثل المعادن الثقيلة والمركبات العضوية ومسببات الأمراض.
  2. اختبار الهواء: يتضمن ذلك جمع عينات الهواء وتحليلها لقياس مستويات الملوثات مثل الجسيمات والمركبات العضوية المتطايرة وسموم الهواء.
  3. اختبار التربة: يشمل ذلك تحليل عينات التربة لتحديد وجود وتركيز الملوثات مثل المعادن الثقيلة ومبيدات الآفات و البترول الهيدروكربونات.
  4. اختبار الرواسب: يتضمن ذلك تحليل عينات الرواسب من البحيرات والأنهار وغيرها من المسطحات المائية لتحديد وجود وتركيز الملوثات مثل المعادن الثقيلة والمركبات العضوية.
  5. الاختبار البيولوجي: يشمل ذلك تحليل العينات البيولوجية مثل الأسماك والمحار والكائنات المائية الأخرى لتحديد وجود وتركيز الملوثات التي قد تكون ضارة بصحة الإنسان.

عادةً ما يتم إجراء الاختبارات البيئية من قبل شركات الاستشارات البيئية والوكالات الحكومية والمنظمات الأخرى المتخصصة في المراقبة والمعالجة البيئية. يمكن استخدام نتائج الاختبارات البيئية لتحديد المخاطر الصحية المحتملة ، وتطوير خطط العلاج ، وضمان الامتثال للوائح البيئية.

الاستشعار عن بعد

الاستشعار عن بعد هو عملية جمع المعلومات حول هدف أو منطقة من مسافة بعيدة ، عادةً من الطائرات أو الأقمار الصناعية ، دون إجراء اتصال مادي مع الهدف أو المنطقة. يمكن أن توفر بيانات الاستشعار عن بعد معلومات حول الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لسطح الأرض والغلاف الجوي ، فضلاً عن الأنشطة البشرية والتغيرات البيئية بمرور الوقت.

هناك نوعان رئيسيان من الاستشعار عن بعد: سلبي ونشط. يقيس الاستشعار السلبي عن بعد الطاقة المنبعثة أو المنعكسة بشكل طبيعي من هدف أو منطقة ، مثل ضوء الشمس ، ويسجلها باستخدام أجهزة الاستشعار. تتضمن أمثلة أدوات الاستشعار عن بعد السلبية الكاميرات التي تلتقط الضوء المرئي ، وأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء التي تكتشف الحرارة ، ومقاييس الإشعاع التي تقيس كمية الطاقة المنبعثة من الهدف. من ناحية أخرى ، يتضمن الاستشعار عن بعد النشط انبعاث الطاقة نحو هدف أو منطقة وقياس الطاقة المنعكسة أو المنبعثة باستخدام أجهزة الاستشعار. من أمثلة أجهزة الاستشعار عن بعد النشطة الرادار واليدار.

يمكن استخدام الاستشعار عن بعد في مجموعة متنوعة من المجالات ، بما في ذلك الجيولوجيا والزراعة والغابات والتخطيط الحضري. في الجيولوجيا ، يمكن استخدام الاستشعار عن بعد لتحديد الهياكل الجيولوجية ورسم خرائط لها ، مثل الصدوع و طيات، وكذلك للكشف الرواسب المعدنية والتغيرات في استخدام الأراضي. يمكن استخدامه أيضًا لرصد الأخطار الطبيعية ، مثل انهيارات أرضية و الزلازل.