ما هو شيت حصر وتوازن أعمال الحفر والردم ومنحنى كتل نواتج الحفر (Mass Haul Diagram)؟
شيت حصر وتوازن أعمال الحفر والردم ومنحنى كتل نواتج الحفر (Earthwork Mass Haul Diagram & Haulage Calculation Sheet) هو نموذج هندسي تشغيلي متقدم للمكتب الفني ومشاريع الطرق والبنية التحتية وتسوية المخططات العمرانية. يُستخدم الشيت لإجراء الحسابات الدقيقة لكميات الأتربة والصخور الناتجة عن أعمال القطع والردم بين المحطات المساحية المتتالية استناداً إلى مواصفات وزارة النقل والخدمات اللوجستية السعودية ومواصفات AASHTO وكود البناء السعودي (SBC 303).
تكمن القيمة الاقتصادية الاستثنائية لمنحنى الكتل (Mass Haul Diagram) في تمكين مهندس المشروع والمقاول من تحقيق التوازن الاقتصادي الأمثل للأتربة؛ حيث يوضح المنحنى بيانياً وحسابياً كميات الفائض والعجز، والمسار الأقصر لتحريك المعدات الثقيلة (البلدوزرات والقلابات والسكرابر)، وتحديد ما إذا كان نقل الأتربة من مناطق الحفر إلى مناطق الردم داخل المشروع أكثر جدوى اقتصادية من استيراد ردميات من المقالع الخارجية (Borrow Pits) أو إلقاء نواتج الحفر في مقالب النفايات (Waste).
المبادئ الرياضية لحساب الكميات ومنحنى الكتل
تعتمد حسابات الشيت على الخطوات العلمية المعيارية التالية:
- حساب حجوم القطع والردم بطريقة متوسط المساحات (Average End Area):
$$V = \frac{A_1 + A_2}{2} \times L$$
حيث $A_1$ و $A_2$ مساحتا القطع أو الردم عند محطتين متتاليتين، و $L$ المسافة بين المحطتين بالمتر.
- تصحيح انكماش التربة عند الدمك (Soil Shrinkage Adjustment): التربة المردومة في الموقع تُدمك ميكانيكياً وفق اختبار بروكتر المعدل (Modified Proctor) بنسبة لا تقل عن 95%، مما يقلل حجمها بمقدار معامل الانكماش ($S \approx 10% - 20%$). لذلك يجب تحويل حجم الردم الفعلي إلى حجم حفر طبيعي مكافئ:
$$V_{\text{adjusted fill}} = \frac{V_{\text{fill}}}{1 - S}$$
- حساب الإحداثي التراكمي لمنحنى الكتل ($M$): يُحسب إحداثي منحنى الكتل عند كل محطة بجمع الفائض أو طرح العجز تراكمياً:
$$M_i = M_{i-1} + (V_{\text{cut}, i} - V_{\text{adjusted fill}, i})$$
- إذا كان ميل المنحنى صاعداً: يشير ذلك إلى منطقة قطع فائض (Cut Section).
- إذا كان ميل المنحنى هابطاً: يشير ذلك إلى منطقة ردم تتطلب استهلاك أتربة (Fill Section).
- قمة المنحنى (Peak): تمثل نقطة الانتقال الحرجة من القطع إلى الردم.
- قاع المنحنى (Sag): تمثل نقطة الانتقال الحرجة من الردم إلى القطع.
- اقتصاديات النقل المجاني والإضافي (Free Haul vs Overhaul): تحدد العقود الهندسية مسافة نقل مجانية (Free Haul Distance - FHD) تكون عادة 500 متر مشمولة في سعر المتر المكعب للحفر. فإذا تجاوزت المسافة الفعلية لنقل التربة هذه المسافة، يتم احتساب النقل الإضافي (Overhaul) بضرب حجم التربة المنقولة في المسافة الزائدة مقسومة على 1000، لتنتج وحدة (م³.كم) التي تُسعر تعاقدياً وتُصرف للمقاول كمستخلص إضافي.