اختبار سلامة الركائز

يُعد اختبار سلامة الركائز ( المعروف أيضاً باسم الاختبار الديناميكي منخفض الإجهاد ، واختبار الصدى الصوتي ، واختبار سلامة الإجهاد المنخفض ) أحد أساليب تقييم حالة الركائز أو الأعمدة. وهو اختبار فعال من حيث التكلفة ولا يستغرق وقتاً طويلاً.

يعد اختبار سلامة الركائز باستخدام اختبارات الإجهاد المنخفض مثل طريقة TDR (الاستجابة الديناميكية العابرة) طريقة سريعة لتقييم استمرارية وسلامة الأساسات الخرسانية ذات الركائز.

الركيزة عنصر رفيع يُصب في الأرض أو يُدق فيها. ولأن عملية بناء الركائز والمنتج النهائي غير مرئيين في الغالب، فقد شكك المهندسون مرارًا في سلامتها، أي مدى مطابقتها لرسومات المشروع ومواصفاته. في الواقع، أظهرت التجربة ^{[ 1 ]} أن الركائز قد تحتوي على عيوب من جميع الأنواع. والهدف من اختبار السلامة هو اكتشاف هذه العيوب قبل أن تتسبب في أي ضرر.

يقيس الاختبار ما يلي:

• صلابة رأس الركيزة
• طول الركيزة، أو عمق الشذوذات
• تعتمد حركة عمود الركيزة على مقطع الركيزة وخصائص الخرسانة.

يُنتج البرنامج أيضًا محاكاة حاسوبية ومخططات معاوقة لنتائج الاختبار، لتحليل استجابات عمود الركيزة الوسيطة بالتفصيل. يتطلب اختبار TDR الحد الأدنى من التحضير، وهو قادر على اكتشاف العيوب التي تُقابل الشقوق، وانخفاضات المقطع، ومناطق الخرسانة ذات الجودة الرديئة.

يعتمد هذا الاختبار على نظرية انتشار الموجات . ويُستمد اسم "الاختبار الديناميكي منخفض الإجهاد" من حقيقة أنه عند تطبيق صدمة خفيفة على ركيزة، ينتج عنها إجهاد منخفض. وتُنتج هذه الصدمة موجة ضغط تنتقل عبر الركيزة بسرعة موجية ثابتة (على غرار ما يحدث في الاختبار الديناميكي عالي الإجهاد ). وتُؤدي التغيرات في مساحة المقطع العرضي - مثل انخفاض القطر - أو في المادة - مثل وجود فراغ في الخرسانة - إلى انعكاسات الموجات.

يتم تنفيذ هذا الإجراء باستخدام مطرقة يدوية لتوليد تأثير، ومقياس تسارع أو جيوفون يوضع فوق الركيزة المراد اختبارها لقياس الاستجابة لتأثير المطرقة، وجهاز إلكتروني لجمع البيانات وتفسيرها.

يُعدّ هذا الاختبار فعالاً في الأساسات الخرسانية أو الخشبية غير النحيفة للغاية. وعادةً ما يُطبّق على الركائز حديثة الإنشاء التي لم تُربط بعد بالهيكل. مع ذلك، يُستخدم هذا الاختبار أيضاً لتقييم سلامة الركائز وتحديد طولها عند غرسها في الهياكل.

هذه الطريقة مشمولة في ASTM D5882-16 - طريقة الاختبار القياسية لاختبار سلامة الركائز تحت الإجهاد المنخفض.

تاريخياً، كان يتم فحص سلامة الركائز باستخدام طرق مباشرة. ^{[ 2 ]} شملت هذه الطرق أساليب خارجية كالحفر حول الركيزة، وأساليب داخلية أو تداخلية كالحفر اللبي. ورغم أن الحفر قد يكون فعالاً في كشف العيوب في الجزء الخارجي من الركيزة، إلا أنه عادةً ما يقتصر على عمق بضعة أمتار. أما الحفر اللبي، فيمكن إجراؤه على عمق كبير، ويوفر معلومات كاملة، ولكن لجزء صغير جداً من حجم الركيزة. ^{[ 3 ]}

طُوّرت الطرق غير المباشرة، أو التصوير، لأول مرة في أوائل سبعينيات القرن العشرين. وتشمل هذه الطرق ثلاث طرق متميزة:

• الإشعاع النووي، أو طريقة جاما-جاما ^{[ 4 ]}
• طريقة الموجات الصوتية القصيرة (فوق الصوتية) ^{[ 5 ]}
• طريقة الموجات الصوتية الطويلة (الصوتية) ^{[ 6 ]}

• راوش، ف.، ليكينز، ج. إ.، حسين، م. ح.، مايو 1988. سلامة الركائز تحت تأثير الصدمات ذات الإجهاد المنخفض والعالي. المؤتمر الدولي الثالث حول تطبيق نظرية موجة الإجهاد على الركائز: أوتاوا، كندا؛ 44-55
• حسين، م.ح.، وجارلانجر، ج.، يونيو 1992. الكشف عن الأضرار في ركائز الخرسانة باستخدام طريقة بسيطة غير مدمرة. وقائع المؤتمر الدولي الأول حول ميكانيكا كسر المنشآت الخرسانية: بريكنريدج، كولورادو
• ليكينز، جي إي، راوش، إف، مينر، آر، حسين، إم إتش، أكتوبر 1993. التحقق من الأساسات العميقة باستخدام طرق الاختبارات غير المدمرة. الاجتماع السنوي للجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين: واشنطن العاصمة
• مسعودي، ن.، تيفيرا، و.، أبريل 2004. الاختبار غير المدمر للأوتاد باستخدام طريقة سلامة الإجهاد المنخفض. وقائع المؤتمر الدولي الخامس حول دراسات الحالة في الهندسة الجيوتقنية: نيويورك، نيويورك. (قرص مضغوط)