تقوية التربة عبر الحقن لمنع تسرب المياه

مقدمة عن تقنية الحقن

تتأثر التربة بعوامل مختلفة تؤدي إلى تمددها أو انكماشها، وهذا يعتمد بشكل كبير على نوعية التربة ومستوى الرطوبة والظروف البيئية المحيطة. تعتبر معالجة التربة وتقليل مشاكل التمدد والانكماش من الأمور الهامة لضمان استقرار المباني والمنشآت. لتحقيق ذلك، تُستخدم تقنية حقن التربة كحل فعال للحد من قدرة التربة الطينية على الاحتفاظ بالمياه، مما يقلل من فرص التوسع والانكماش الناتج عن التغيرات في نسبة الرطوبة.

مجالات استخدام الحقن

تتعدد الاستخدامات التي تجعل من حقن التربة تقنية ذات قيمة عالية في مجال الهندسة المدنية:

• يساعد الحقن في تقليل التمدد والانكماش وبالتالي الحفاظ على أساسات المباني من التلف المحتمل قبل حدوثه.
• تعتبر هذه الطريقة اقتصادية ومناسبة من حيث التكلفة مقارنة ببعض الحلول الأخرى، مما يجعلها خياراً منطقياً في العديد من الحالات.
• يوفر الحقن فوائد طويلة الأمد مثل تعزيز قوة التربة وزيادة كثافتها، مما يساهم في استقرار أفضل للمباني والمنشآت.
• تتميز العملية بالبساطة والفعالية والسرعة، كما أنها لا تتطلب الكثير من التنظيف بعد الانتهاء.

أساليب الحقن المختلفة

تتنوع الطرق المستخدمة في حقن التربة، وتعتمد الطريقة المناسبة على نوع التربة والهدف من الحقن. من بين هذه الطرق:

الحقن بالأسمنت

يتم في هذه الطريقة إدخال الأُسمنت عبر أنابيب متعددة لسد الفراغات الموجودة بين حبيبات التربة. من الضروري أن يكون حجم حبيبات الأُسمنت مناسبًا لحجم الفراغات في التربة لضمان تحقيق أفضل النتائج. يهدف هذا النوع من الحقن إلى تقليل نفاذية التربة وزيادة قوتها. يتم ذلك بخلط الأُسمنت والماء بنسب محددة وضخ الخليط عبر الأنابيب تحت ضغط معين.

الحقن بالمواد الكيميائية

تُستخدم هذه الطريقة بشكل خاص في التربة الرملية غير المتماسكة، حيث تهدف إلى تحويل هذه التربة إلى كتل صخرية متماسكة. يتم ذلك عن طريق تثبيت أنابيب في الطبقات التي يراد معالجتها، بدءًا من الأسفل إلى الأعلى، ثم تمرير سائل كيميائي خاص من خلالها. يتميز هذا السائل بلزوجته المنخفضة لضمان سهولة مروره عبر التربة.

اختيار الأدوات المناسبة للحقن

يعتمد اختيار المعدات اللازمة لعملية الحقن على الطريقة المستخدمة، ويمكن تصنيف المعدات إلى الأنواع التالية:

• الطريقة غير المباشرة: تعتمد على استخدام مبرد أولي مثل الأمونيا أو ثاني أكسيد الكربون لسحب الحرارة من مبرد ثانوي يتكون من محلول كلوريد الكالسيوم أو الصوديوم أو المغنيسيوم. يمر هذا المحلول في أنابيب لتبريد التربة، وتستخدم أنابيب عازلة من مادة البولي إيثيلين عالية الكثافة لعمليات الضخ.
• الطريقة المباشرة: يتم فيها ضخ سائل يحافظ على خصائصه داخل التربة عبر أنابيب نحاسية معزولة.
• الطريقة المختلطة: تجمع بين المعدات المستخدمة في الطريقتين المباشرة وغير المباشرة.

المدة الزمنية للحقن

تتأثر المدة التي تستغرقها عملية تجمد التربة بعد الحقن بعدة عوامل مهمة، منها:

• نوع المادة المستخدمة في الحقن: فالمشاريع الطويلة الأجل يفضل فيها استخدام كلوريد الكالسيوم لأنه يستغرق عدة أسابيع أو أشهر. أما المشاريع القصيرة فتستخدم النيتروجين لأنه أسرع ويستغرق بضعة أيام فقط، ويستخدم عادة في الحالات الطارئة بسبب حرارته المنخفضة.
• المسافة بين الأنابيب: كلما زادت المسافة بين الأنابيب، زادت المدة اللازمة للتجميد.
• المحتوى المائي للتربة: كلما زادت نسبة المياه في التربة، زادت المدة المطلوبة لتجميدها بسبب كمية المياه المراد تجميدها.

المراجع

1. JAMES MITCHELL (23/2/2016), “What is Soil Injection?“, ramjack, تم الاسترجاع 17/2/2022.
2. JAMES MITCHELL (23/2/2016), “What is Soil Injection?“, ramjack, تم الاسترجاع 17/2/2022.
3. “كل ما تريد معرفته عن حقن التربة”، دليل المدني، اطّلع عليه بتاريخ 17/2/2022.
4. محمود صلاح نافع (29/1/2021)، “تجميد التربة.. من إبداعات الهندسة الجيوتقنية”، الباحثون المصريون، اطّلع عليه بتاريخ 17/2/2022.
5. محمد صالح نافع (29/1/2021)، “تجميد التربة.. من إبداعات الهندسة الجيوتقنية”، الباحثون المصريون، اطّلع عليه بتاريخ 17/2/2022.