أ- تصنيف نوع التربة.
ب- تحديد نسبة الرطوبة الطبيعية.
ج- تحديد حدود اتربرج ( حد السيولة، حد اللدونة ).
د- تحديد الوحدة الوزنية الجافة للتربة.
هـ- اختبارات التربة الانتفاخية والانهيارية .
وهذه الاختبارات وإن كانت بسيطة ويمكن للبلدية القيام بها، فإنها تعطي
مساعدة كبيرة للمهندسين بالإضافة إلى المعلومات السابقة في تحديد نوعية
التربة السطحية، وتقدير معاملات التربة الضرورية باستخدام معادلات الربط
لتصميم الأساسات ومعرفة ما إذا كان هناك مشاكل فنية يستلزم الأمر بحثها
والتحري عنها.
الاختبارات الحقلية :-
يتم عمل الاختبارات الحقلية الضرورية حسب نوع التربة والحاجة إلى إعداد هذه الاختبارات، ومنها:
أ- اختبار الاختراق القياسي.
ب- اختبار الاختراق الاستاتيكي.
ج- اختبار مقياس الضغط.
د- اختبار القص الدوراني.
هـ- اختبار مقاومة التربة للقص.
و- اختبار مقياس التمدد الحراري.
ز- اختبار تحديد معامل نفاذية التربة.
ح- اختبار تحديد دليل قوة تماسك الصخور.
ط- تحديد الوحدة الوزنية الجافة للتربة.
ك- اختبار القرص المحمل.
ل- اختبار المكافيء الرملي.
م- تصنيف أنواع التربة والصخور وذلك طبقاً لما يلي:
1- نظام تصنيف التربة الموحد.
2- نظام آشتو لتصنيف التربة.
3 – 4 – الاختبارات المعملية:
يتم شرح طريقة استخراج وحفظ ونقل العينات المقلقلة وغير المقلقلة والآليات
المستخدمة في ذلك ، وإجراء الاختبارات الضرورية حسب نوع التربة والحاجة
إلى إعداد هذه الاختبارات والتي منها :
أ- تحديد نسبة الرطوبة.
ب- تحديد حدود اتربرج.
ج- التدرج الحبيبـي.
د- الوحدة الوزنية للتربة.
هـ- الكثافة النسبية.
و- الوزن النوعي.
ز- اختبار الدك.
ح- تحديد نسبة تحمل كاليفورينا.
ط- اختبار القص المباشر.
ي- اختبار الضغط الغير محدد.
ك- اختبار الضغط ثلاثي المحاور.
ل- تحديد معامل نفاذية التربة.
م- اختبارات انهيارية أو انتفاخية التربة.
ن- التحاليل الكيميائية.
وجميع هذه الاختبارات تعطي معلومات كافية لتحديد خصائص التربة ومعاملاتها والمعاملات الأخرى المستخدمة في تصميم الأساسات.
1- طرق أخذ العينات(الجسات)Soil Borings
الجسات هي حفر أرضية في الموقع المراد استكشافه بأعماق مختلفة يمكن من
خلالها الحصول على عينات التربة للتعرف على نوعية وترتيب الطبقات التحتية،
ويمكن تنفيذ الحفر إما يدوياً أو بواسطة معدات آلية أخرى، وتوجد عدة طرق
للحفر من أهمها:
1 – حفر الاختبارات المكشوفة Test Pits and Open Cuts
يتم عمل حفر الاختبارات المكشوفة يدوياً باستخدام بعض الأدوات المستخدمة
باليد ,أو آلياً بحيث تسمح هذه الحفر برؤية طبقات التربة في وضعها الطبيعي
وبشكل واضح ، ويجب أن تكون هذه الحفر متسعة بشكل يمكّن من إجراء
الاختبارات فيها بحيث لا يقل عرضها عن (0.75) م . وهذه الحفر تعتبر
اقتصادية حتى عمق 3م وغير اقتصادية لأعماق أكبر من ذلك أو تحت منسوب
المياه الجوفية، ويمكن بواسطة هذه الحفر عمل الاختبارات الدقيقة بالاتجاه
الأفقي أو الرأسي، وتؤخذ منها عينات التربة المقلقلة أو غير المقلقلة
لإجراء الاختبارات عليها، وتستخدم أيضاً لدراسة الشقوق المكشوفة واستكشاف
مناطق الصخر الضعيف، ويلزم أخذ كافة وسائل الحيطة والسلامة لتدعيم جدران
الحفر وحمايتها من العوامل الطبيعية حتى يتم الانتهاء من العمل بها وأخذ
العينات المطلوبة، ثم ردم هذه الحفر وتسويتها ودكها بالطرق الفنية
المناسبة.
2 – الحفر بالمثقاب Auger Boring
يتألف المثقاب من آلة مصنوعة من الفولاذ ولها حافة حادة قادرة على حفر
التربة، ويعمل المثقاب يدوياً وآلياً بشكل اقتصادي حتى عمق 5م في التربة
اللينة القادرة على الثبات دون انهيار، أما إذا زاد الحفر عن 5م فيتم
الاستعانة بمواسير تغليف، وتعتبر هذه الطريقة مناسبة في الحفر التمهيدي،
وكذلك في التربة التي بها نسبة كبيرة من الحصى أو الصخرية أو عند حفر عدد
كبير من الجسات، ويوضح الشكل رقم(2) الجهاز المستخدم في طريقة الحفر
بالمثقاب.
3 – الحفر بالمثقاب وماسورة التغليف ****l and Auger Boring
تشغل أذرع المثقاب باليد أو آلياً بمساعدة برج حفر ثلاثي القوائم ورافعة
كبيرة ، ويمكن كسر الأحجار الصغيرة والطبقات الصغيرة من الصخر بمساعدة
لقمة إزميل Chisel bit مركبة على أذرع المثقاب ، ويتم إقحام الغلاف
بالتربة بواسطة الطرق عليه بمدقة من رافعة ، ويستعمل الجهاز اليدوي في
الحفر إلى أعماق تصل إلى (25م) ويصل قطره إلى (200مم) والجهاز الآلي حتى
عمق (50م) وتصل عندها أقطار مواسير التغليف وأدوات الحفر من (80) إلى
(300) مم وتسخدم هذه الطريقة للحفر في التربة الطينية وخصوصاً الشديدة
الصلابة والقاسية منها ، وكذلك في التربة الرملية وتربة الصخور الضعيفة .
4 – الحفر بالطرق Percussion Boring
يستعمل في هذه الطريقة جهاز حفر متنقل يقوم بكسر بنية التربة عبر الطرق
المتكرر على سكين أو إسفين للحفر ، ويضاف الماء أثناء العمل ، ويتم رفع
ناتج الحفر إلى الخارج على دفعات ، ويمكن من خلال هذه الطريقة الحصول على
عينات مقلقلة بواسطة أدوات وأجهزة استخراج العينات في التربة الصخرية .
5 – الحفر بطريقة الاجتراف Wash Boring
يتم حفر التربة بالطرق عليها بإزميل أو آلة حادة ، ويدفع الماء تحت الضغط
في أنبوب داخلي قابل للدوران أو الصعود أو النـزول خلال أنبوب غلافي خارجي
، ويتم بواسطة الماء المضغوط استخراج التربة المحفورة من بين الأنبوب
الداخلي والغلاف الخارجي حيث يشير ناتج الحفر الذى يخرج من الأعلى إلى
نوعية التربة الجاري حفرها ، ولدى حصول تغيير في نوعية ناتج الحفر يتم
إيقاف الحفر حيث يعتبر مؤشراً إلى تغيير في نوعية طبقة التربة الجاري
حفرها ، ويتم وصل أنبوبة أخذ العينات بنهاية قضيب التخريم أو بالأنبوبة
الداخلية عند أخذ عينة من طبقة التربة الجديدة ، ويتابع الحفر . وتستخدم
هذه الطريقة في التربة الرملية والطميية والطينية .
6 – الحفر الدوراني Rotary Boring
يتم الحفر بواسطة لقمة دوارة تبقى في تلامس قوي مع قاع الحفر ، وتحمل هذه
اللقمة بواسطة مواسير التخريم المجوفة والتي تدار برأس دوار ذو تركيبة
ملائمة ، ويضخ سائل الحفر بشكل مستمر إلى الأسفل عبر مواسير التخريم
المجوفة من أجل تسهيل عملية الحفر ، وليتم دفع ناتج الحفر إلى الخارج ،
ويتكون السائل بشكل عام من الماء ، ويمكن استعمال طين الحفر أو الهواء
بدلاً منه ، وذلك حسب نوعية الأجهزة والتربة التي يتم حفرها ، ويتم أخذ
العينات بأجهزة خاصة . وهناك طريقتان للحفر الدوراني هما :
1- الحفر المكشوفة Open Holes
ويتم فيها الحفر بواسطة اللقمة الدوارة التي تحفر التربة الداخلة في مجال
قطرها ، وتؤخذ العينات من فترة لأخرى ، وتستخدم هذه الطريقة لجميع أنواع
التربة المختلفة بما فيها الصخر اللين .
2 – حفر العينات الصخرية Core Drilling
وهي للحفر بالصخر بحيث يمكن الحصول على العينة الصخرية المستمرة للطبقات على كامل عمق الحفر بواسطة الجهاز نفسه .
7 – الحفر باستخدام الحفار المتصل Continuous – Flight Auger
وفي هذه الطريقة يتم إنزال الحفار واستخراج التربة على رأس الحفار بواسطة
دفع أنبوبة رقيقة على أعماق طولها (1)م وهذه الطريقة تعتبر أسهل وأسرع
الطرق لأخذ العينات وتستخدم في جميع أنواع التربة.