ما هو دور الهندسة الجيوتقنية في صناعة البناء والتشييد؟

الهندسة الجيوتقنية هي دراسة سلوك التربة تحت تأثير قوى التحميل وتفاعلات التربة والمياه. يتم تطبيق هذه المعرفة على تصميم الأساسات، والجدران الاستنادية، والسدود الترابية، والبطانات الطينية، والأرضيات الصناعية لاحتواء النفايات.

الهندسة الجيوتقنية هي العلم الذي يشرح ميكانيكا التربة والصخور وتطبيقاتها لتنمية البشرية. وهي تشمل، على سبيل المثال لا الحصر، تحليل وتصميم وبناء الأساسات والمنحدرات والهياكل الاستنادية والجسور والطرق والأنفاق والسدود والأرصفة ومدافن النفايات والأنظمة الأخرى المصنوعة من التربة أو الصخور أو التي تدعمها.

في الفقرات التالية، سيتم إيجاز تطبيقات الهندسة الجيوتقنية بشكل واضح من أجل فهم أفضل.

1. النقل: المهندسين الجيوتقنيين مسؤولون عن ضمان تصميم وصيانة الطرق والطرق السريعة والسكك الحديدية بشكل صحيح لضمان استمراريتها.
2. الأساسات العميقة: جميع المباني، والهياكل الشاهقة، والجسور، والأبراج، والهوائيات، وكل ما تراه حولك أساسًا له أساس تم تصميمه بعناية من قبل مهندس جيوتقني لنقل الأحمال إلى الأرض.
3. الانزلاقات الأرضية: المهندسين الجيوتقنيين مسؤولون عن تصميم الحفريات بحيث تظل مستقرة، وكذلك تثبيت المنحدرات الطبيعية التي قد تهدد السلامة العامة.
4. الهياكل تحت الأرض: المهندسون الجيوتقنيون مسؤولون عن تصميم وبناء الأنفاق ومترو الأنفاق والمرافق تحت الأرض التي تستخدم في مترو الأنفاق والطرق السريعة تحت الأرض والسكك الحديدية والممرات المائية وتخزين النفايات.
5. السدود: المهندسون الجيوتقنيون مسؤولون عن تصميم وإنشاء وصيانة ومراقبة آلاف السدود التي توفر مناطق تخزين المياه والراحة للملايين.
6. توصيف التربة: يقوم المهندسون الجيوتقنيون بإجراء مجموعة متنوعة من الاختبارات في الموقع أو في المختبر لتوصيف الظروف تحت السطحية. وبهذه الطريقة، يتم تمييز خصائص التربة والصخور، ويمكن تحديد التربة الأكثر نعومة، والصخور المتصدعة، والصدوع، والكهوف، والثقوب قبل البناء على السطح.
7. مدافن النفايات: يشارك المهندسون الجيوتقنيون في تصميم مدافن النفايات لضمان عزل النفايات الصلبة عن البيئة وحماية الصحة العامة. تعتبر مدافن النفايات الحديثة أنظمة بنية تحتية هندسية متطورة لها القليل جدًا من أوجه التشابه مع مقالب النفايات.
8. الهياكل البحرية: المهندسين الجيوتقنيين مسؤولون عن استقرار أسس المنصات البحرية ومنشآت الطاقة المستخدمة لاستخراج النفط والغاز وكذلك طاقة الرياح.
9. الحفريات العميقة: المهندسون الجيوتقنيون مسؤولون عن ضمان استقرار الحفريات العميقة، من خلال Shoring. تسمح أنظمة التدعيم هذه بتنفيذ أعمال حفر عميقة في المناطق الحضرية وهو أمر حيوي لبناء مترو الأنفاق تحت الأرض أو الصرف الصحي أو مترو الأنفاق في وسط المدينة المجاورة لمترو الأنفاق أو الهياكل أو البنى التحتية الموجودة.
10. تحسين الأرض وتثبيت التربة: يستخدم المهندسون الجيوتقنيون مبادئ الفيزياء والكيمياء لتعديل خواص وخصائص باطن الأرض بحيث يمكنها دعم البنية التحتية المدنية التي لن تكون قادرة على القيام بها بطريقة أخرى.
11. النحر والتآكل: تميل التربة إلى التآكل عند تعرضها لعمليات طبيعية، وخاصة في الطقس السئ الذي قد يشمل هطول الأمطار وتساقط الثلوج والأعاصير والفيضانات. يضع المهندسون الجيوتقنيون استراتيجيات للتخفيف من الندوب والتعرية.
12. التلوث ومعالجة الموقع: يشارك المهندسون الجيوتقنيون عادة في تنظيف أو معالجة المواقع الملوثة والتي تمثل صحة للبيئة. يستخدم مهندسو البيئة الجيولوجية تقنيات عديدة لإزالة الملوثات من الأرض، عدة مرات، دون حتى حفر الأرض.