شيت تفريد حديد الخوازيق والحوائط اللوحية وقبعات الخوازيق إكسيل بالمعادلات

إعداد ومراجعة: المكتب الفني الهندسي — بنيان دوكس متوافق مع Excel 2016–365 & Google Sheets كود البناء السعودي للمنشآت الخرسانية والأساسات (SBC 304 & SBC 303: Deep Foundations & Piling Systems)
حمل شيت تفريد أقفاص حديد الخوازيق والحوائط اللوحية وقبعات الخوازيق إكسيل بالمعادلات لحساب أطوال الأسياخ والكانات الحلزونية ومعدلات الصب بالتريمي وفق SBC 304.
جاري تحميل المعاينة التفاعلية الحية لشيت الإكسيل وكافة الصفحات والمعادلات...

تحميل مجاني مباشر

بدون تسجيل بريد • ملف قابل للتعديل

xlsx
شيت_تفريد_حديد_الخوازيق_والحوائط_اللوحية.xlsx
الحجم: 58 KB • متوافق مع الأوفيس
fx

المعادلات الهندسية ومنطق الحساب المضمن في الشيت

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

معادلة وزن المتر الطولي لسيخ حديد التسليح (Unit Weight)
W = \frac{D^2}{162} \quad [\text{kg/m}]

المعادلة القياسية لحساب وزن المتر الطولي لأسياخ حديد التسليح بناءً على القطر الاسمي بالمليمتر (D).

معادلة طول الكانة الحلزونية الدائرية للخازوق (Spiral Tie Length)
L_{\text{spiral}} = \frac{H_{\text{cage}}}{s} \times \sqrt{(\pi \times D_{\text{core}})^2 + s^2} \quad [\text{m}]

حساب طول سلك الكانة الحلزونية المستمرة بناءً على ارتفاع القفص (H)، خطوة الكانة (s)، وقطر قلب القفص الصافي بعد خصم الغطاء الخرساني.

معادلة الحد الأدنى لنسبة التسليح الطولي للخازوق (Minimum Longitudinal Steel)
\rho_{\text{min}} = \frac{A_{st}}{A_g} \ge 0.005 \quad (0.5\% - 1.0\% \text{ according to SBC 304})

الحد الأدنى لنسبة مساحة حديد التسليح الطولي إلى مساحة المقطع الخرساني الإجمالي للخازوق لضمان مقاومة الانحناء وقوى الرفع.

معادلة حجم خرسانة الخازوق المحقونة بالتريمي (Theoretical Tremie Volume)
V_{\text{theo}} = \pi \times \left(\frac{D}{2}\right)^2 \times L_{\text{pile}} \times F_{\text{overbreak}} \quad [\text{m}^3]

حساب حجم الخرسانة النظري للخازوق مضافاً إليه معامل الفاقد والتكهفات الجانبية للتربة (Overbreak Factor) الذي يتراوح بين 10% إلى 15%.

مقاس الطباعة القياسي A4
معاينة شيت تفريد حديد الخوازيق والحوائط اللوحية وقبعات الخوازيق إكسيل بالمعادلات - أعمال الخرسانات والتسليح بصيغة XLSX جاهز للتحميل والتعديل
File: شيت_تفريد_حديد_الخوازيق_والحوائط_اللوحية.xlsx تحميل الملف الكامل (.XLSX) ←

مثال تطبيقي رقمي: تفريد وحصر 60 خازوقاً عاملاً بقطر 800 مم وعمق 22 متراً مع قبعات الخوازيق

المعطيات والبيانات الهندسية للمسألة: مشروع برج سكني بارتفاع 20 طابقاً يتأسس على 60 خازوقاً عاملاً حفر دوار Bored Piles بقطر 800 مم وعمق 22.00 متراً لكل خازوق، منسوب تكسير رأس الخازوق Cut-Off = 1.20 متراً. القفص الحديدي يتكون من 14 سيخاً طولي T25 بكامل العمق مع أشاير تمتد 1.25 متراً في قبعة الخازوق. الكانة حلزونية T10 بخطوة 15 سم وتكثف إلى 7.5 سم في المترين العلويين. كانات تقوية داخلية T16 كل 2.0 متر. تتصل الخوازيق عبر 20 قبعة ثلاثية PC3 بأبعاد 3.60×3.60×1.40 م. والمطلوب: حساب أطوال تقطيع الأسياخ الطولية والحلزونية، وحصر حديد القبعات، وإجمالي الأطنان ومعدلات الاستهلاك.
1

1. تفريد حديد الأسياخ الطولية الرئيسية للخوازيق الـ 60

طول القفص شاملاً الأشاير = 22.00 - 1.20 + 1.25 = 22.05 م | يتم التفريد على وصلتين بطول 12.0 م (وصلة علوية) + 11.30 م (وصلة سفلية بتراكب 1.25 م) | إجمالي أطوال الأسياخ T25 = 60 خازوقاً × 14 سيخاً × (12.0 + 11.30) م = 19,572 متر طولي | الوزن = 19,572 م × 3.858 كجم/م = 75,508.8 كجم (75.51 طن).
النتيجة: إجمالي وزن الأسياخ الطولية الرئيسية = 75.51 طن حديد T25.
2

2. تفريد الكانات الحلزونية وكانات التقوية الحلقية

قطر الكانة الصافي = 800 مم - 2×75 مم غطاء = 650 مم | محيط الكانة = 2.04 م | طول الكانة الحلزونية T10 للخازوق الواحد = 185.00 م | إجمالي الأطوال للـ 60 خازوقاً = 11,100 م × 0.617 كجم/م = 6,848.7 كجم | كانات التقوية T16 (11 حلقة للخازوق بطول 2.15 م) = 60 × 11 × 2.15 م = 1,419 م × 1.580 كجم/م = 2,242.0 كجم.
النتيجة: إجمالي وزن الكانات والتقوية = 9,090.7 كجم (9.09 طن حديد T10 و T16).
3

3. تفريد حديد قبعات الخوازيق الثلاثية PC3 (عدد 20 قبعة)

أبعاد القبعة 3.60×3.60×1.40 م | الفرش والغطاء السفلي 24 سيخاً T25 بالاتجاهين بطول 6.20 م = 2,976 م × 3.858 كجم/م = 11,481.4 كجم | الشبكة العلوية T16 والكانات الجانبية T12 = 4,210.6 كجم | أشاير الأعمدة T25 = 3,650.0 كجم | إجمالي وزن حديد القبعات = 19,342.0 كجم (19.34 طن).
النتيجة: إجمالي وزن حديد قبعات الخوازيق = 19.34 طن حديد تسليح.
4

4. حساب إجمالي الكميات ومعدلات استهلاك الخرسانة والحديد

إجمالي وزن الحديد الكلي = 75.51 + 9.09 + 19.34 = 103.94 طن حديد | إجمالي حجم خرسانة الخوازيق (60 × π × 0.4² × 22 × 1.12 فاقد) = 743.0 م³ | حجم خرسانة القبعات (20 × 3.6 × 3.6 × 1.4) = 362.9 م³ | إجمالي الخرسانة = 1,105.9 م³ | معدل استهلاك الحديد = 103,940 كجم ÷ 1,105.9 م³ = 93.99 كجم/م³.
النتيجة: إجمالي الوزن = 103.94 طن حديد تسليح بمعدل استهلاك 93.99 كجم/م³ خرسانة أساسات عميقة.

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

  • ✓ التأكد من تركيب عجلات وبسكويت التوسيط (Centralizers) — المعيار: تثبيت ما لا يقل عن 3 إلى 4 عجلات بلاستيكية دائرية محيطية كل 2.5 إلى 3.0 أمتار على كامل طول القفص لضمان غطاء خرساني متساوٍ 75 مم. (حرج لمنع التصاق حديد القفص بجدران التربة وتفادي تآكل وصدأ الأسياخ الرئيسية بفعل المياه الجوفية.)
  • ✓ استخدام مواسير السونيك CSL لاختبار سلامة الخازوق — المعيار: تثبيت مواسير حديد مجلفن غير ملحومة بقطر 2 بوصة ممتدة بكامل عمق الخازوق ومملوءة بالماء ومغلقة بإحكام لإجراء فحص الموجات الصوتية CSL. (إلزامي للتحقق من عدم وجود تعشيش أو اختناق بقطاع الخازوق أو شوائب طينية ناتجة عن عدم استقرار البنتونيت.)
  • ✓ فحص وتكثيف كانات التقوية الدائرية (Stiffener Rings) — المعيار: لحام كانات تقوية دائرية من أسياخ قطر 16 مم على الأقل كل 2.0 متر طولي بداخل القفص الحديدي. (أساسي لمنع التواء وانثناء القفص الحديدي أو انهياره تحت تأثير وزنه الذاتي أثناء الرفع بالرافعة وتنزيله في حفرة الخازوق.)
  • ✓ مراقبة عمق غمر أنبوب التريمي (Tremie Pipe Embedment) — المعيار: ألا يقل عمق غمر أنبوب الصب التريمي داخل الخرسانة الحية الطازجة عن 2.0 متر ولا يزيد عن 6.0 أمتار طوال عملية الصب تحت البنتونيت. (مانع قاطع لانفصال حبيبات الخرسانة أو اختلاط سائل الحفر (البنتونيت) بالخرسانة والتسبب في ضعف كارثي لقطاع الخازوق.)
  • ✓ تكسير وتنظيف رأس الخازوق (Pile Head Cut-Off) — المعيار: تكسير الخرسانة الضعيفة المختلطة بالشوائب أعلى منسوب التأسيس التصميمي بطول 1.0 إلى 1.5 م واستقامة وتعديل الأشاير دون تسخينها أو ثنيها الحاد. (ضمان ارتكاز قبعة الخازوق Pile Cap على خرسانة مصمتة ذات مقاومة كاملة وتحقيق الربط الإنشائي التام.)

أخطاء شائعة في الموقع والمكتب الفني وطرق تلافيها

• رفع أنبوب التريمي فوق منسوب الخرسانة أثناء الصب تحت البنتونيت

الحل الهندسي: مراقبة منسوب الخرسانة باستمرار بشريط قياس ثقيل والاحتفاظ بأنبوب التريمي مغموراً بما لا يقل عن 2.0 م لتفادي حدوث فاصل صب ملوث بالطين يقطع استمرارية الخازوق.

• عدم ربط أو لحام وصلات الكانة الحلزونية مع الأسياخ الطولية بإحكام

الحل الهندسي: لحام أو ربط الكانة الحلزونية بسلك رباط مزدوج مع كل سيخ طولي كل 3 تقاطعات على الأقل لمنع انزلاق وتكدس الكانات أثناء تنزيل القفص في قاع الحفر.

• تنزيل القفص الحديدي دون تنظيف قاع الحفرة من الرواسب الطينية

الحل الهندسي: تشغيل أداة التنظيف الكابولية (Cleaning Bucket) وتدوير وتكرير سائل البنتونيت Desanding حتى تصبح نسبة الرواسب أقل من 1% قبل تنزيل القفص.

• تسخين أسياخ أشاير رأس الخازوق بلهب الأكسجين لتعديل استقامتها بعد التكسير

الحل الهندسي: ممنوع منعاً باتاً تسخين حديد التسليح المشوه عالي المقاومة لأنه يفقده مقاومته التصميمية، ويتم تعديل الاستقامة هيدروليكياً أو باستخدام ماسورة معدنية باردة.

الأسئلة الشائعة حول النموذج

ما الفرق الإنشائي بين الخوازيق العاملة (Working Piles) والخوازيق الساندة (Secant Piles)؟

الخوازيق العاملة مصممة لنقل أحمال المبنى الرأسية وقوى الزلازل إلى طبقات التأسيس العميقة الحاملة، وتعمل بمقاومة الاحتكاك الجانبي والارتكاز بالقاع، بينما الخوازيق الساندة (Secant or Contiguous) تصطف متلاصقة أو متداخلة لتكوين جدار ساند محيطي يمنع انهيار جوانب التربة وتسرب المياه الجوفية داخل موقع الحفر.

لماذا يشترط كود البناء السعودي غطاءً خرسانياً 75 مم للخوازيق المحفورة؟

يشترط كود SBC 303 غطاءً خرسانياً لا يقل عن 75 مم (3 بوصات) للخوازيق المصبوبة في الموقع تحت البنتونيت لأن الخرسانة تُصب بدون شدات ملامسةً للتربة مباشرة، حيث يعوض هذا الغطاء الاحتكاك السطحي مع حبيبات التربة ويحمي الحديد من الصدأ الناتج عن أملاح المياه الجوفية الكبريتية والكلوريدات.

ما وظيفة كانات التقوية الدائرية الداخلية (Stiffener Rings) في قفص الخازوق؟

كانات التقوية الداخلية هي حلقات دائرية سميكة (عادة Φ16 أو Φ20 مم) تُلحم داخل القفص كل مترين، ووظيفتها الحفاظ على مقطع القفص الدائري التام ومقاومة قوى الانثناء وعزوم الالتواء التي تنشأ أثناء رفع القفص الطويل بواسطة رافعة الموقع وتنزيله داخل الحفرة العميقة.

لماذا يُصب الخازوق بمنسوب أعلى من المنسوب التصميمي ثم يُكسر (Cut-Off)؟

أثناء صب الخرسانة بأنبوب التريمي من أسفل الحفرة إلى أعلى، تطفو الخبث والشوائب الطينية وسائل البنتونيت على وجه الخرسانة الصاعدة، مما يجعل المتر العلوي من الخرسانة ضعيفاً ومختلطاً بالشوائب، ولذلك يُصب الخازوق بارتفاع إضافي 1.0 إلى 1.5 م ثم يُكسر لاحقاً للوصول إلى خرسانة صلبة ونظيفة عند منسوب قبعة الخازوق.