إعداد / فاروق شرف
مرمم آثار
** (أكتب من خلال خبرتي فيما تمت من أعمال التدعيم بالخوازيق فى المواقع الآتية : مساجد : الصالح طلائع - محمود الكردي - صرغطمش - الاشرف ابو النصر قايتباي بقلعة الكبش - سور القاهرة الشمالي )
المقدمة :
----------
تُعد المنشآت التاريخية جزءًا أصيلًا من هوية الشعوب وذاكرتها الثقافية، فهي تحمل بين جدرانها شواهد الحضارات المتعاقبة، وتُمثّل سجلًا ماديًا لقيم فنية وإنشائية فريدة. ومع مرور الزمن، تتعرض هذه المنشآت لعوامل تلف متعددة، مثل الرطوبة، والزلازل، والهبوط الأرضي، والإهمال، مما يستوجب تدخلاً علميًا مدروسًا للحفاظ عليها.
ويُعد التدعيم والتقوية أحد أهم وسائل الحفاظ الإنشائي، حيث تهدف هذه العمليات إلى إطالة عمر المبنى التاريخي دون الإخلال بأصالته أو طابعه الفني. كما تُستخدم الخوازيق كحلول إنشائية متقدمة لتقوية الأساسات الضعيفة أو التي تعرضت لهبوط، مع مراعاة طبيعة الأثر التاريخي وخصائص التربة المحيطة به.
أولاً: مفهوم التدعيم والتقوية في المنشآت التاريخية:-
1. تعريف التدعيم:
التدعيم هو عملية هندسية تهدف إلى زيادة قدرة المنشأ أو أحد عناصره على مقاومة الأحمال أو العوامل الخارجية التي لم يُصمم لتحملها في الأصل، مع المحافظة على قيمته التاريخية والمعمارية.
2. أهداف التدعيم:
- وقف مظاهر الخطر أو التدهور الإنشائي.
- إعادة توزيع الأحمال بشكل آمن.
- منع تطور الشروخ أو الهبوط.
إطالة العمر الافتراضي للمبنى.
- الحفاظ على القيمة التاريخية والفنية دون تشويه.
3. المبادئ الأساسية للتدعيم:-
الحد الأدنى من التدخل: لا يُزال أي جزء من الأثر إلا للضرورة القصوى.
- قابلية الإزالة (Reversibility): يجب أن يمكن إزالة أو تعديل التدعيم في المستقبل دون ضرر دائم.
- التوافق المادي: استخدام مواد متقاربة في الخصائص الميكانيكية والكيميائية مع مواد الأصل.
-التوثيق العلمي: تسجيل جميع المراحل بالرسومات والصور والتقارير الفنية.
ثانيًا: منهجية العمل في تدعيم المنشآت الأثرية:
1. الدراسة التاريخية والمعمارية
جمع المعلومات عن تاريخ البناء، المراحل الإنشائية، وأعمال الترميم السابقة.
2. الفحص البصري والتحليل الإنشائي
تحديد أماكن الشروخ، الهبوط، وفقدان التماسك بين العناصر.
3. الفحوص المعملية والموقعية
تشمل اختبارات المواد (الحجر، الطوب، الملاط) وفحص التربة والأساسات.
4. تحديد أسباب التلف
سواء كانت ميكانيكية (هبوط، أحمال زائدة) أو بيئية (رطوبة، أملاح).
5. اختيار طريقة التدعيم المناسبة
يتم اختيار الحلول الأقل تدخلاً أولاً، مثل الحقن أو الربط المعدني، ثم الانتقال إلى التدعيم الإنشائي الكامل مثل الخوازيق أو الصلبات.
ثالثًا: أهم تقنيات التدعيم المستخدمة في المباني التاريخية:
1. تدعيم الشروخ (Crack Stitching)
باستخدام شرائح معدنية أو ألياف كربونية خفيفة داخل المونة لربط الأجزاء المنفصلة.
2. الحقن بالملاط (Grouting)
يُستخدم لإعادة تماسك الحجارة أو الطوب المتفكك بحقن مونة جيرية أو إيبوكسية متوافقة.
3. الصلبات المعدنية والخشبية (Shoring & Bracing)
تُستخدم كحل مؤقت لتثبيت الجدران والأسقف أثناء أعمال الترميم.
4. القضبان الشدّية (Tie Rods)
لربط الجدران المتقابلة ومنع انفصالها نتيجة الأحمال الجانبية.
5. تدعيم الأساسات بالخوازيق أو بالميكروخوازيق
وهو محور القسم التالي من البحث.
رابعًا: الخوازيق – التعريف، الأنواع، ودورها في ترميم الآثار :
1. تعريف الخوازيق:
الخوازيق هي عناصر إنشائية طويلة تُغرس في باطن الأرض لنقل الأحمال من المبنى إلى طبقات تربة صلبة أو مستقرة على عمق أكبر، وتُستخدم عندما تكون التربة السطحية ضعيفة أو عند حدوث هبوط في الأساسات.
2. أنواع الخوازيق واستخداماتها
النوع طريقة التنفيذ المميزات العيوب مدى ملاءمته للمنشآت الأثرية:
* الخوازيق المدفوعة (Driven Piles) تُدق بالمطرقة أو الهيدروليك سرعة التنفيذ وقدرة تحميل عالية تسبب اهتزازات قد تضر الأثر غير مناسبة قرب المنشآت التاريخية.
* الخوازيق المصبوبة في مكانها (Bored Piles) حفر بآلة دوارة وصب الخرسانة تحكم دقيق وتقليل الاهتزاز تحتاج معدات ثقيلة مناسبة بشروط خاصة ومراقبة دقيقة.
* الميكروخوازيق (Micropiles) حفر صغير القطر وحقن مونة مع قضيب فولاذي أقل اهتزازًا، مرنة، تناسب المواقع الضيقة مرتفعة التكلفة نسبيًا ممتازة للمباني التاريخية.
* الخوازيق اللولبية (Screw Piles) تُغرس بالدوران وليس بالطرق تنفيذ سريع وهادئ لا تناسب التربة الصخرية مناسبة في التربة الطينية أو الرملية.
* الخوازيق الخشبية القديمة غرس خشب طبيعي في بيئة مشبعة بالماء متوافقة تاريخيًا تتلف بالأكسدة أو النمل البحري تُستخدم في حالات خاصة جدًا.
3. الميكروخوازيق في المباني التاريخية:
تُعد الميكروخوازيق (Micro Piles) الحل الأمثل لتقوية الأساسات في المباني الأثرية لما يلي:
يمكن تنفيذها في أماكن ضيقة دون إزالة أجزاء من الأثر.
لا تُحدث اهتزازات أو ضوضاء تضر الجدران القديمة.
يمكن تنفيذها من داخل المبنى نفسه.
تتيح إمكانية التحميل المباشر على الأعمدة أو الحوائط الحاملة.
وقد استخدمت هذه التقنية في مشاريع ترميم عالمية عديدة، مثل تدعيم برج بيزا المائل بإيطاليا وبعض الكنائس القديمة في أوروبا، بنجاح كبير.
خامسًا: خطوات تنفيذ أعمال الخوازيق في المواقع الأثرية:
1. إجراء مسح أثري قبل الحفر لتحديد أي بقايا أثرية محتملة.
2. تحديد نقاط التحميل وفقًا لتحليل الإنشاء القديم.
3. استخدام معدات صغيرة الحجم لتجنب الاهتزاز.
4. الحقن التدريجي للمونة لتجنب رفع المبنى أو خلخلة الأساسات.
5. الاختبار والتحقق من قدرة التحميل الفعلية ومراقبة الشروخ أثناء التنفيذ.
6. توثيق كامل لكل مرحلة بالصور والرسومات
سادسًا: المخاطر وطرق الوقاية من خطر التأثير أسلوب الوقاية:
. الاهتزازات أثناء التنفيذ تفكك المونة أو سقوط أجزاء زخرفية اختيار طرق حفر غير اهتزازية
التفاعل الكيميائي للمونة مع الحجر تلف سطحي أو تغير لون استخدام ملاط جيري متوافق
. تسرب المياه الجوفية ضعف تماسك التربة عمل عزل مؤقت ومراقبة منسوب المياه
غياب التوثيق فقدان بيانات تاريخية تسجيل كل خطوة في التقرير الفني.
سابعًا: الخلاصة
إن أعمال التدعيم والتقوية في المنشآت التاريخية تُعد من أكثر مجالات الهندسة دقةً وتعقيدًا، لأنها تجمع بين العلم والهندسة والفن.
وتُعتبر الميكروخوازيق من أكثر التقنيات تطورًا وملاءمةً للتراث المعماري، لما توفره من أمان، ودقة، واحترام لأصالة المبنى التاريخي.
كما أن نجاح أي عملية تدعيم يعتمد على الفهم العميق لتاريخ المبنى، ودراسة التربة، واختيار المواد المتوافقة، مع وجود إشراف هندسي وأثري متخصص.
ثامنًا: المراجع الأساسية المقترحة
1. ICOMOS – Guidelines for Structural Intervention in Heritage Buildings, 2017.
2. Historic England – Piling and Archaeology, 2015.
3. ICCROM – Conservation of Historic Masonry Structures, 2018.
4. Dietz & Schurmann – Micropiles in Historic Building Foundations, Journal of Geotechnical Engineering, 2006.
5. Fellenius, B. – Pile Design and Construction Practice, 2005.
--------------------------------
خوازيق إستراوس:
-----------------------
خوازيق إستراوس (Strauss Piles) تُعد من أكثر أنواع الخوازيق ملاءمة للمباني الأثرية والتاريخية نظرًا لأسلوب تنفيذها الهادئ الذي لا يُحدث اهتزازات، ويمكن تنفيذها داخل المبنى نفسه دون أضرار إنشائية أو زخرفية.
1. التعريف العام:-
---------------------
خوازيق إستراوس هي نوع من الخوازيق المصبوبة في مكانها (Cast in-situ Piles)، لكنها تُنفذ بطريقة خاصة تسمح بالحفر يدويًا أو بآلة خفيفة داخل مواقع ضيقة مثل باطن المنشآت الأثرية أو أسفل الأسقف المنخفضة.
ابتكرها المهندس النمساوي إستراوس (Strauss) في بدايات القرن العشرين، وما زالت تُستخدم في الحالات التي تتطلب تدعيمًا للأساسات دون اهتزازات.
2. خطوات التنفيذ:-
1. حفر البئر بقطر يتراوح بين 25 – 50 سم، باستخدام لُبّاب يدوي أو ماكينة صغيرة داخل أنبوبة فولاذية قابلة للسحب.
2. تبطين جدار الحفرة بأنبوب معدني مؤقت لمنع انهيار التربة أثناء الحفر.
3. وضع تسليح خفيف (قضيب فولاذي مركزي أو كانات خفيفة) حسب التصميم.
4. صب الخرسانة داخل الأنبوبة بالتدريج مع سحب الأنبوب تدريجيًا من أسفل إلى أعلى حتى يملأ العمود الخرساني الحفرة بالكامل.
5. بعد التصلّب، يُترك الخازوق ليعمل كعنصر ناقل للحمل إلى الطبقة الأعمق والأصلب.
3. مميزات خوازيق إستراوس:
أقل أنواع الخوازيق إحداثًا للاهتزاز، مما يجعلها مثالية في المناطق الحساسة إنشائيًا مثل المساجد القديمة والكنائس والمتاحف.
. يمكن تنفيذها يدويًا بالكامل في الأماكن التي لا تسمح بدخول المعدات الثقيلة.
. ملاءمة التربة الطينية والرملية ذات التماسك المتوسط.
. لا تحتاج إلى ضخ مياه أو طين بنتونيت أثناء التنفيذ، مما يُجنّب التلوث أو التسربات حول الأساسات القديمة.
. إمكانية تنفيذها تحت قواعد قائمة دون رفع المبنى أو فصل الأحمال كليًا.
4. العيوب والاحتياطات :
. صعوبة ضبط جودة الخرسانة في الأعماق الكبيرة إذا لم تُستخدم معدات مناسبة.
. لا تصلح للتربة المفككة جدًا أو المشبعة بالمياه الجوفية العالية دون تدعيم جانبي مؤقت.
. يلزم إشراف هندسي دقيق أثناء سحب الغلاف المعدني لضمان عدم انفصال الخرسانة أو حدوث فراغات:
5. استخدامات عملية في المنشآت الأثرية:
استُخدمت خوازيق إستراوس بنجاح في:
. تدعيم أساسات القباب والمآذن التي تعرضت لهبوط جزئي دون المساس بالشكل المعماري.
. ترميم الكنائس والمباني الحجرية القديمة ذات الأرضيات الضيقة.
. مشروعات ترميم في القاهرة التاريخية، حيث تم اللجوء إليها لتقوية الأساسات دون استخدام المطارق أو الحفر العميق.
. مبانٍ أثرية في أوروبا منذ الأربعينيات، قبل تطوير تقنيات الميكروخوازيق الحديثة، وكانت تُعد الحل الآمن وقتها.
الخلاصة الخاصة بخوازيق إستراوس
---------------------------
تُعد خوازيق إستراوس من الحلول الإنشائية المحافظة التي تتماشى مع فلسفة الترميم الدقيق للآثار، خاصة عندما يكون الهدف استعادة قدرة التحمل للأساسات دون إحداث اهتزازات أو تدخلات ميكانيكية عنيفة.
وفي كثير من الحالات، يوصى باستخدامها كخيار أول عند تدعيم الأساسات من داخل المبنى الأثري نفسه قبل التفكير في الخوازيق الميكانيكية الحديثة، مع الالتزام بالاختبارات الميدانية والتوثيق المستمر أثناء التنفيذ.
---------------------------------
الأدوات والمعدات اللازمة لتنفيذ أعمال الخوازيق (وخاصة خوازيق إستراوس)
تختلف الأدوات والمعدات حسب نوع الخوازيق وطبيعة التربة، ولكن عند تنفيذ خوازيق إستراوس داخل منشآت تاريخية، تُراعى الدقة الشديدة في اختيار المعدات لتقليل الاهتزازات وتجنب أي ضرر للمبنى الأثري.
أولًا: الأدوات الأساسية المستخدمة في الحفر
1. الماسورة المعدنية (Casing Tube):
تُستخدم كغلاف مؤقت أثناء الحفر لمنع انهيار جوانب البئر.
يتراوح قطرها عادة بين 30 إلى 60 سم حسب التصميم.
تُصنع من الصلب السميك بسمك 6 – 10 مم.
2. اللقم (Auger أو Shell):
أداة حفر أسطوانية تُستخدم لاستخراج نواتج التربة من داخل الماسورة.
يمكن أن تكون يدوية أو ميكانيكية حسب الموقع والمساحة المتاحة.
3. الرافعة الثلاثية (Tripod):
تُقام فوق موقع الحفر لرفع وإنزال أدوات الحفر.
تُستخدم مع ونش صغير (Winch) لرفع اللقم والماسورة بسهولة.
4. ونش الحفر (Winch or Hoist):
لتدوير اللقم ورفع نواتج الحفر وسحب الغلاف المعدني عند الصب.
ثانيًا: الأدوات المستخدمة في التسليح والصب
1. قَفَص التسليح (Reinforcement Cage):
. يُجهز من حديد التسليح بقطر 10–16 مم.
يُربط بالسلك المجلفن لتثبيت الشبكة داخل البئر.
. يُراعى أن يكون طوله مساويًا لطول الخازوق أو أقل قليلًا.
2. الخرسانة أو المونة المخصصة:
.في المنشآت التاريخية يُفضل استخدام خرسانة جيرية أو خرسانة ضعيفة المقاومة نسبيًا (10–15 ميجا باسكال) لتتوافق مع المواد القديمة.
. في بعض الحالات يُستخدم خليط المونة الكلسية المدعمة بمواد بوزولانية بدلًا من الأسمنت البورتلاندي لتقليل التفاعلات الكيميائية.
3. أنبوب الصب (Tremie Pipe):
. أنبوب معدني يُستخدم لصب الخرسانة من أسفل لأعلى داخل البئر لتجنب انفصال المكونات.
. يُسحب تدريجيًا أثناء امتلاء الحفرة.
4. معدات القياس والمراقبة:
. ميزان الخيط والميزان المائي لضبط رأس الخازوق.
. جهاز قياس العمق (Depth Gauge) لمتابعة عمق الحفر.
. قضيب اختبار الهبوط (Slump Test Rod) لقياس قوام الخرسانة قبل الصب.
ثالثًا: عدد الخوازيق وأماكنها
يُحدد عدد الخوازيق بناءً على:
1. وزن المنشأ أو الجدار المُراد تدعيمه.
2. مقاومة التربة الحاملة (Bearing Capacity).
3. المسافة الآمنة بين الخوازيق (عادة من 2.5 إلى 3 أضعاف قطر الخازوق).
. في المنشآت الأثرية يُفضل تنفيذ عدد محدود من الخوازيق تتوزع أسفل الجدار أو القاعدة بحساب هندسي دقيق لتوزيع الأحمال بالتساوي.
. غالبًا ما يتراوح عدد الخوازيق بين 2 إلى 8 خوازيق لكل نقطة تدعيم، تبعًا لحجم القاعدة أو الجدار المستهدف.
رابعًا: فريق العمل اللازم:
1. مهندس إنشائي متخصص في الترميم.
2. مراقب موقع (فني تنفيذ).
3. حفّار أو عامل خوازيق ماهر.
4. عامل ونش.
5. نجار وحداد لتجهيز القفص الحديدي.
6. عامل خرسانة ومساعدين للصب.
يُدار العمل عادةً بواسطة فريق من 6 إلى 8 أفراد لكل خازوق، مع إشراف دائم من مهندس متخصص في الحفاظ على الآثار لضمان التوثيق العلمي والتنفيذ الآمن.
خامسًا: الملاحظات الاحترازية أثناء التنفيذ
لا تُستخدم معدات اهتزازية أو ثقيلة بالقرب من الأساسات القديمة.
يجب توثيق كل خازوق بالتصوير والخرائط قبل وبعد التنفيذ.
يتم اختبار أول خازوق (Test Pile) للتحقق من كفاءة التنفيذ والتحمل قبل استكمال الباقي.
|
