ب
بنيان دوكس

شيت تحليل اختبار التحميل الاستاتيكي للخوازيق وحساب منحنى الهبوط والحمل الحرج إكسيل

إعداد ومراجعة: المكتب الفني الهندسي — بنيان دوكس متوافق مع Excel 2016–365 & Google Sheets طريقة الاختبار القياسية للخوازيق والأساسات العميقة تحت الحمل المحوري الاستاتيكي (ASTM D1143 / D1143M)
حمل شيت تحليل اختبار التحميل الاستاتيكي للخوازيق Static Pile Load Test وحساب منحنى الهبوط وحمل الانهيار الحرج وفق ASTM D1143 وكود البناء السعودي SBC 303 إكسيل.
الانتقال لتحميل الملف مجاناً (.XLSX)
جاري تحميل المعاينة التفاعلية الحية لشيت الإكسيل وكافة الصفحات والمعادلات...

تحميل مجاني مباشر

بدون تسجيل بريد • ملف قابل للتعديل

xlsx
شيت_تحليل_اختبار_التحميل_الاستاتيكي_للخوازيق_وحساب_منحنى_الهبوط.xlsx
الحجم: 32 KB • متوافق مع الأوفيس
fx

المعادلات الهندسية ومنطق الحساب المضمن في الشيت

الدوال والمعادلات المبرمجة داخل هذا النموذج (جاهزة للنسخ بنقرة واحدة):

معادلة تقصير الجذع المرن النظري للخازوق (Pile Elastic Shortening)
δ_elastic = (Q × L) ÷ (Ac × Ec)

تمثل الانضغاط المرن لجسم الخازوق الخرساني الخالص تحت تأثير حمل الاختبار Q، حيث L طول الخازوق، و Ac مساحة المقطع، و Ec معامل مرونة الخرسانة.

معيار دافيسون لحمل الانهيار الحرج للخوازيق (Davisson Limit Load Criterion)
S_limit = δ_elastic + 4.0 mm + (D ÷ 120)

المعيار العالمي المعتمد في ASTM D1143 لتحديد الحمولة القصوى عند تقاطع منحنى الهبوط مع خط الإزاحة المرنة مضافاً إليه تعويض احتكاك التربة وقطر الخازوق D.

معادلة التحويل الخطي لطريقة تشين كوندنر (Chin-Kondner Method)
(Δ ÷ P) = C1 × Δ + C2 | Ultimate Capacity Q_ult = 1 ÷ C1

طريقة رياضية لتحويل منحنى التحميل غير الخطي إلى علاقة خطية، حيث يمثل مقلوب ميل الخط المستقيم (1/C1) أقصى حمولة انهيار تقاربية للخازوق.

معادلة الارتداد المرن بعد تفريغ الحمل (Elastic Rebound Recovery)
Elastic Rebound = Maximum Gross Settlement (S_gross) - Net Residual Settlement (S_net)

مؤشر حاسم لسلامة الخازوق الإنشائية؛ إذ يشير استرداد النسبة الأكبر من الهبوط إلى استجابة مرنة وسليمة للتربة والخرسانة دون حدوث انكسار أو سحق.

معاينة تخطيط الطباعة الكامل لورقة العمل (.XLSX)

مقاس الطباعة القياسي A4
معاينة شيت تحليل اختبار التحميل الاستاتيكي للخوازيق وحساب منحنى الهبوط والحمل الحرج إكسيل - الهندسة الإنشائية والخرسانة المسلحة بصيغة XLSX جاهز للتحميل والتعديل
File: شيت_تحليل_اختبار_التحميل_الاستاتيكي_للخوازيق_وحساب_منحنى_الهبوط.xlsx تحميل الملف الكامل (.XLSX) ←

مثال تطبيقي واقعي: اختبار خازوق حفر دوار قطر 800 ملم بحمل تصميمي 200 طن حتى 400 طن وفق كود SBC 303

المعطيات والبيانات الهندسية للمسألة: في مشروع أبراج فندقية، تم إجراء اختبار تحميل استاتيكي على خازوق عامل TP-01 بقطر 800 ملم وطول فعال 22.50 م خرسانة f'c = 35 MPa، بحمل تشغيل 200 طن (1,961 kN) وحمل أقصى 400 طن (200% Qw). تم تطبيق الحمل على مراحل وتثبيته لمدة 24 ساعة عند أقصى حمل. والمطلوب: رصد الهبوط عبر 4 ساعات، حساب معدل الزحف، التحقق من حدود كود SBC 303، واستخراج حمل الانهيار بطريقة Davisson.
1

1. تجهيز بيانات الخازوق وحساب الخواص الهندسية

Ac = π × (0.80/2)² = 0.5027 m² | Ec = 4700 × √(35) / 1000 = 27.80 GPa | الصلابة المحورية (Ac×Ec/L) = 621,200 kN/m | التقصير المرن النظري عند 400 طن = (3922.7 × 22.50) ÷ (0.5027 × 27,800,000) = 6.32 mm.
النتيجة: اكتمال المعايرة النظرية لتحديد خط التقصير المرن وفق ASTM D1143.
2

2. رصد قراءات ساعات الهبوط خلال مراحل التحميل والتفريغ

متوسط قراءات الساعات الأربع عند 100% (200 طن) = (5.12 + 4.95 + 5.28 + 5.05) ÷ 4 = 5.10 mm (الحد الأقصى 10.0 mm) | وعند 200% (400 طن) = (17.65 + 17.10 + 18.05 + 17.40) ÷ 4 = 17.55 mm بعد 24 ساعة (الحد الأقصى 20.0 mm).
النتيجة: تحقيق جميع معايير الهبوط المباشر تحت أحمال التشغيل والأحمال القصوى بنجاح تام.
3

3. قياس الهبوط الدائم والارتداد المرن بعد التفريغ

قراءة الهبوط الدائم S_net بعد تفريغ الحمل بالكامل = 4.29 mm (الحد المسموح ≤ 6.0 mm) | الارتداد المرن المسترد = 17.55 - 4.29 = 13.26 mm | نسبة الارتداد المرن = (13.26 ÷ 17.55) × 100 = 75.6%.
النتيجة: استرداد الخازوق لـ 75.6% من تشوهه مما يؤكد السلوك المرن السليم لكتلة التربة والخرسانة.
4

4. التحقق من معيار دافيسون وحساب معامل الأمان النهائي

حد دافيسون الحرج SL = 6.32 + 4.0 + (800 ÷ 120) = 17.0 mm | حمولة الانهيار المقدرة بطريقة دافيسون وتشين = 465 إلى 495 طن | معامل الأمان FS = 480 ÷ 200 = 2.40.
النتيجة: تحقيق معامل أمان FS = 2.40 > 2.0 وهو ما يؤكد سلامة الخازوق واعتماد قدرة تحمله التعاقدية.

طريقة الاستخدام وخطوات التطبيق العملي

1

معاينة الشيت وتجربة الأرقام أولاً:

استخدم جدول المعاينة التفاعلية الحية أعلاه (أو وضع ملء الشاشة 100%) لتجربة إدخال أرقام مشروعك واختبار المعادلات مباشرة.

2

تحميل الشيت وفتحه على جهازك:

قم بتنزيل الملف عبر زر التحميل المباشر وفتحه بواسطة Microsoft Excel أو Google Sheets.

3

إدخال البيانات الأساسية للمشروع:

قم بتعديل اسم المشروع، التاريخ، وفئات الأسعار في الخلايا المخصصة للإدخال؛ بينما تُحسب كافة الإجماليات تلقائياً.

4

الطباعة المباشرة بمقاس A4:

تم ضبط هوامش الصفحات وحدود الطباعة مسبقاً على مقاس A4، فقط اضغط Ctrl+P للطباعة أو التصدير بصيغة PDF.

قائمة الفحص والاستلام الهندسي وأفضل الممارسات

  • ✓ معايرة المكبس الهيدروليكي وساعات القياس الأربع والتأكد من سريان شهادة المعايرة الدورية المعتمدة.
  • ✓ التحقق من كفاية وزن كتل رد الفعل (Kentledge) بحيث لا تقل عن 120% من أقصى حمل اختبار مستهدف.
  • ✓ تثبيت كمرات القياس المرجعية على مسافة كافية لا تقل عن 3 إلى 5 أضعاف قطر الخازوق لمنع تأثرها بحركة التربة.
  • ✓ عزل كمرات وساعات القياس بمظلات واقية لمنع تأثير أشعة الشمس المباشرة والتمدد الحراري على دقة القراءات.
  • ✓ التأكد من مرور 28 يوماً على الأقل من تاريخ صب الخازوق وتحقيق مكعبات الخرسانة للمقاومة المميزة المطلوبة.
  • ✓ تثبيت الحمل لمدة ساعتين عند 100% من حمل التشغيل ولمدة 24 ساعة متواصلة عند أقصى حمل اختبار وفق ASTM D1143.
  • ✓ رصد معدل الزحف والتأكد من استقراره عند أقل من 0.25 مم/ساعة قبل الانتقال إلى مراحل التفريغ المرحلية.

أخطاء شائعة في الموقع والمكتب الفني وطرق تلافيها

• تثبيت كمرات قياس الهبوط قريباً جداً من خازوق الاختبار أو تحت كتل رد الفعل مباشرة.

الحل الهندسي: يجب وضع ركائز كمرات الإسناد على بعد لا يقل عن 2.5 إلى 3 أمتار من رأس الخازوق لمنع حركة التربة من إعطاء قراءات هبوط خاطئة.

• إهمال حماية منطقة الاختبار وساعات القياس من تقلبات درجات الحرارة والرياح وأشعة الشمس.

الحل الهندسي: التمدد الحراري لكمرة القياس الفولاذية يسبب خطأ كبيراً في قراءات الهبوط؛ لذا يلزم الشيت بتغطية الميدان بمظلة عازلة خلال فترة الاختبار.

• الاعتماد على ساعتي قياس فقط بدلاً من 4 ساعات موزعة قطرياً بزوايا 90 درجة.

الحل الهندسي: وجود ساعتين فقط لا يلغي أخطاء الميلان أو الدوران اللامركزي؛ واستخدام 4 ساعات يضمن استخراج المتوسط الهندسي الدقيق لمحور الخازوق.

• تفريغ الحمل بالكامل دفعة واحدة وبسرعة بعد انتهاء فترة تثبيت الحمل الأقصى.

الحل الهندسي: التفريغ المفاجئ يمنع قياس مسار الارتداد المرن وقد يسبب صدمة ديناميكية؛ ويجب التفريغ على مراحل 25% مع رصد الساعات 30 دقيقة لكل مرحلة.

الأسئلة الشائعة حول النموذج

ما هو الفرق بين خازوق الاختبار التجريبي (Trial Pile) وخازوق الاختبار العامل (Working Pile)؟

خازوق الاختبار التجريبي يتم تنفيذه قبل بدء أعمال المشروع ويُحمل حتى الانهيار الكامل (غالباً 250% إلى 300% من الحمل التصميمي) للتحقق من معاملات التربة، بينما الخازوق العامل هو جزء من أساسات المبنى ويُختبر حتى 150% إلى 200% فقط لضمان سلامته واستمرارية استخدامه تحت المنشأ.

كيف يتم حساب خط دافيسون Davisson Limit في تقييم فشل الخازوق؟

يُحسب حد دافيسون بالمعادلة: SL = (Q × L / Ac × Ec) + 4.0 mm + (D / 120)، حيث يمثل الشق الأول التقصير المرن للخازوق، بينما يمثل الشق الثاني (4 مم + D/120) مقدار الإزاحة المطلوبة لتعبئة مقاومة الاحتكاك والارتكاز في التربة.

ما هي حدود الهبوط المسموحة في كود البناء السعودي SBC 303 للخوازيق؟

ينص كود SBC 303 على ألا يتجاوز الهبوط الكلي عند 100% من حمل التشغيل 10 إلى 12 ملم، وألا يتجاوز الهبوط الكلي عند 200% من حمل التشغيل 20 إلى 25 ملم أو D/40 (أيهما أقل)، وألا يتعدى الهبوط الدائم المتبقي 6 إلى 8 ملم بعد اكتمال الارتداد.

متى يُعتبر معدل زحف الخازوق Creep Rate مستقراً ومقبولاً كودياً؟

يُعتبر الهبوط مستقراً وفق ASTM D1143 إذا كان معدل الزيادة في الهبوط أقل من 0.25 ملم في الساعة خلال الساعتين الأخيرتين من فترة تثبيت الحمل، أو أقل من 0.10 ملم في آخر 15 دقيقة.