التدعيم المؤقت والدائم للمباني والعناصر الأثرية

ملخص سريع لاعمال التدعيم المؤقت والدائم للمبانى الاثرية 

اولا :تدعيم مؤقت لوقف الخطورة أو لحين تنفيذ مشروع الترميم

•          * تدعيم مؤقت بعناصر خشبية.

•          * تدعيم مؤقت بعناصر معدنية

•          – تدعيم دائم بعناصر خشبية أو معدنية أوعناصر أخرى مثل :

•          * التدعيم الدائم بعناصر خشبية مثل الدبل الخشبية المستخدمة فى الجدران الخارجية بمبنى منزل الست وسيلة .

•            *  التدعيم الدائم بعناصر معدنية مثل إستخدام الأربطة المعدنية المعزولة فى القباب والجدران للتدعيم مثل ما إستخدمت فى قبة المؤيد شيخ ودار المحفوظات والست وسيلة وغيرها من الأثار الإسلامية .

•            *  التدعيم الدائم بالأربطة المعدنية ذات الجوارب النسيجية Anchoring System  المعروف بإسم سنتك مثل ماحدث بمدرسة ومسجد الغورى بالقاهرة .

•           * التدعيم الدائم بالألياف الزجاجية مثل إستخدام الألياف الزجاجية فى هيئة شبك زجاجى أسفل بطانة الحوائط.

 ثانيا التدعيم الدائم بإستخدام الألياف الكربونية Carbon Fiber كما حدث فى قبة العينى وقبة سودون وعتب قايتباى بالباطنية وعتب أم الغلام , وتماثيل فسقية قصر محمد على

أهمية عناصر التدعيم المؤقتة والدائمة للمبانى الأثرية

•          لم تحظى بالاهتمام الكافي رغم أهميتها في وقاية وحماية هذه المباني من التدهور والتلف وربما الانهيار، وتتمثل عناصر التدعيم المؤقت بالشدات المعدنية والخشبية والتي تقوم بوقف التلف أو منع زيادته سواء في الشروخ أو الانفصال للجدران أو في الأسقف الأثرية للمباني

•           التدعيم الدائم يتمثل في تنفيذ أنظمة إنشائية داعمة ودائمة للجدران قد تكون بعناصر خشبية مثل الدبل الخشبية كما فى الجدران الخارجية لواجهة مبنى منزل الست وسيلة , وقد تكون بعناصر المعدنية مثل ما حدث فى مسجد سنان بغرب القاهرة وقبة المؤيد شيخ ودار المحفوظات وجدران حواصل الست وسيلة.

•          استخدام الأربطة المعدنية المجلفنة والتي يتم عزلها بمواد كيميائية , ويتم تكسيتها بالمونات اللازمة , ففى قبة مسجد المؤيد شيخ تم تدعيم القبة من الداخل بالأربطة المعدنية دائريا لمقاومة الرفس بالقبة , وقد يكون التدعيم بواسطة الأربطة المعدنية ذات الجوارب النسيجية المعروفة بنظام التربيط Anchoring System  , يضاف إلى أعمال التدعيم الدائم التدعيم بالألياف الزجاجية على هيئة شبك زجاجى أسفل بطانة الحوائط فى حالة وجود شروخ بالجدران .

•           التدعيم بالألياف الكربونية وهى عبارة عن  شرائح مصمتة أو نسيجية أو أحبال, حيث تم التدعيم بشرائح الألياف النسيجية فى كل من قبة العينى وقبة سودون، وتدعيم عتب قايتباى بالباطنية وعتب أم الغلام وتماثيل فسقية قصر محمد على بشبرا بالشرائح المصمتة.

ثالثا التدعيم المؤقت للمبانى والعناصر الأثرية
الشدات المعدنية والخشبية فى التدعيم المؤقت للمبانى الأثرية على الحوائط والأعمدة والعقود وكذلك على الأسقف لحين انتهاء أعمال الترميم لهذه العناصر الأثرية، وقد استخدم الصلب والتدعيم المؤقت بواسطة الشدات فى واجهة جامع الغورى حيث تم صلب العقد الموجود بالمدخل عن طريق تصميم هيكل خشبى مناسب للعقد، ويثبت الهيكل على شدة معدنية لنقل حمل العقد إلى الأرض

رابعا تدعيم العقود بالشدات المعدنية

وهذا يتم عن طريق عمل شدات معدنية لكل تفصيلة معمارية منفصلة مع امكانية الربط بين الاجزاء والعناصر فى العناصر المتصلة

تحقيق  إشتراطات التدعيم المؤقت

•          تحقق عامل الأمان للقائمين على التنفيذ والمبنى.

•          وضع مادة خفيفة غير مرنة عند نقطة اتصال عناصر المبنى والشدات المعدنية أو الخشبية بحيث لا تتسبب فى تلف العنصر الأثرى .

•          فحص الشدات بإستمرار وعمل إختبارات للتأكد من فعالية الشدات المستخدمة، كما يجب التأكد من صلابة الأرض الحاملة للشدات، والتأكد من أن المبنى يكون قادرا على تحمل الأحمال الناتجة عن الشدات ومراعاة العناصر الزخرفية بالمبنى.

•          تثبيت هذه الشدات بحيث لا تتداخل مع بنية المبنى.

•          الشدات أو الصلبات يجب أن تصمم لتأدية وظيفتها فى تدعيم العنصر أو العناصر الأثرية , و عناصر الشدات المعدنية تتكون من قاعدة الإرتكاز وهى عبارة عن لوح لتوزيع حمل قائم الأساس وقائم الأساس المائل .

خامسا التدعيم الدائم للمبانى والعناصر الأثرية

•          تحتاج بعض العناصر الأثرية لتأدية وظيفتها بكفاءة وأمان أن يتم تدعيمها بصفة دائمة , والتدعيم الدائم قد يغير من شكل العنصر فى بعض الحالات , ولكنه ضرورة إنشائية لابد منها للحفاظ على العنصر.

•          التدعيم الدائم نوعان :

•          – تدعيم خارجى ظاهر قد يغير من شكل العنصر.

•          – تدعيم داخلى لا يظهر.

سادسا  تدعيم الجدران بالدبل الخشبية: يتم تدعيم الجدران للمبانى الأثرية فى حالات متعددة منها وجود إنفصال بين الحوائط وبعضها فى الأركان وفى الدخلات، كذلك يتم التدعيم للجدران عند وجود شروخ أو تهدم بعض أجزاء من الجدران، وفى حالة الجدران التى بها شروخ فإنه يتم إستخدام دبل خشبية بطول 3م ، وبقطاع 10×10سم ويدل على ذلك جدران مبنى منزل الست وسيلة (الجدران الخارجية) حيث تلاحظ قبل أعمال ترميم المبنى وجود شروخ نافذة فى الجدران وخصوصاً فى الدور الأول أعلى المدخل، حيث تمت أعمال التدعيم من جانب الشركات المنفذة بواسطة الدبل الخشبية بقطاع 10× 10سم وبطريقة تبادلية مع الصفوف الأفقية لجدران الطوب الأحمر.

الإحتياطات والتدابير اللازمة التى تضمن إعادة بناء وتركيب المكونات التى تم فكها طبقاً لموضعها الأصلى

•          - عمل كافة أعمال الرصد الهندسية للعناصر المعمارية .

•          - تسجيل وتوثيق دقيق للأجزاء المطلوب فكها من أحجار أو طوب.

•          - عمل دراسة متكاملة ودقيقة لرفع وتقرير الوضع الراهن للأحجار أو للجدران المطلوب فكها وإعادة تركيبها.

•          - عمل نظام ترقيم لكل قطعة بالمبنى أو بالجدران وتحديد موضعها مع إستعمال مادة فى الترقيم يسهل إزالتها حتى لا تحدث توشهات أو تلف للمادة الأثرية.

•          - يتم عمل جدول توصيف لكل قطعة من حيث الشكل والمقاس، ويفضل تقسيم الأجزاء المراد فكها إلى أقسام.

•          - توضيح كافة الإحتياطات والإشتراطات الواجب توافرها عند الشروع فى الفك مثل توافر نوعية الأدوات المستخدمة فى الفك وأسلوب الفك مثل الخلخلة أو الفك والنقل، وتوفير إحتياطات التخزين ومواصفات أماكن التخزين لتجنب تأثير الرطوبة أو التلوث أو تعرضها لإجهادات التخزين.

•          - تحديد إجراءات عمل إختبارات صلاحية على كافة القطع التى تم فكها للعمل على إستبدال التالف أو الغير صالح منها.

•          - دراسة وتحديد إجراءات الفك بحيث يتم أفقياً من أعلى مدماك مع تغليف القطع لضمان سلامتها، ويتبع نفس الأسلوب أثناء إعادة التركيب مع اتخاذ كافة الإحتياطات الوقائية اللازمة للأجزاء التى يتم فكها وحمايتها من تأثيرات التلف المختلفة.

•          - تبدأ أعمال التركيب بعكس أعمال الفك من أسفل لأعلى.

•          - يتم التركيب بإستخدام نفس المونات الأصلية ويتم إضافة الدبل الخشبية بالأجزاء التى يتم تركيبها.

سابعا التدعيم الإنشائى غير الظاهر

•          تدعيم أساسات وتربة تأسيس المبانى الأثرية:

•          يؤدى انخفاض أو تذبذب منسوب المياه الأرضية الى هبوط تربة التأسيس مما يؤدى  إلى التأثير على أساسات المبانى الأثرية، وخصوصاً أن هذه الأساسات من الأحجار والدبش والكتل الحجرية التى تحمل المبنى الأثرى، كما أن تأثير هذه المياه من مصادرها المختلفة يؤدى إلى تخلخل وتحلل التربة مما يؤدى الى تغير خواص التربة وسلوكها، مما قد يضعفها ويؤدى إلى حدوث خلل فى الأساسات  وتآكل وتلف أحجارها،

•          ومع استخدام  طرق سحب المياه الأرضية ( طريقة  النزح السطحى وطريقة الآبار الإبرية وطريقة الخندق) وعزل اساسات المبنى الأثرى إلا أن هذه الأساسات تحتاج إلى أعمال التدعيم لوقايتها من التلف.

•          *  تدعيم الأساسات بعدة أساليب منها إستخدام أساسات عميقة للأثر بزيادة مساحة التحميل لأساسات المبانى بإستخدام القمصان الخرسانية أو بأستخدام الميد الخرسانية أو بإستخدام الألواح الخرسانية أو بإستخدام الخوازيق الإبرية لنقل جزء من أحمال هذه الأساسات لتربة قوية أعمق ( أساسات عميقة ) .

•          *  تدعيم التربة الحاملة للمبانى إما بحقن التربة بالمواد ذات الكفاءة العالية أو تثبيت التربة بمثبتات التربة الأسمنتية أو الجيرية أو الكيماوية أو غيرها أو تسليح التربة بإستخدام الخوازيق الإبرية

هذا بالاضافة الى

الخوازيق الإبرية

ثامنا تدعيم جدران المبانى بالحقن

تاسعا تدعيم الجدران بالإستبدال

عاشرا التدعيم بإستخدام التربيط :

•          أسلوب التربيط بواسطة الأسياخ أو المواسير الإبرية ذات الجراب فى ( ( CINTEC أحد أساليب تدعيم الجدران ويستخدم فى تثبيت وتقوية جوانب الحفر فى التربة والأنفاق , كما يستخدم هذا الأسلوب فى تثبيت التربة الصخرية الضعيفة , وقد إستخدم عام 1835م لحماية نفق نهر التايمز فى لندن , وإستخدم فى فرنسا عام 1972م لسند جسر سكة حديد , وينفذ هذا الأسلوب فى التربة بعمل التثقيب فيها بواسطة بريمة ميكانيكية بقطر أكبر من قطر المواسير المستخدمة وبالطول المطلوب , ثم يتم الحقن على مرحلة أو مرحلتين , ويتميز هذا الأسلوب بإنخفاض تكلفته وبساطة خطوات تنفيذه وصغر وخفة الأجهزة المستخدمة ومرونتها , وعلى هذا الأساس فقد إستخدم هذا الأسلوب فى تدعيم جدران مسجد ومدرسة السلطان الغورى , وتدعيم عناصره الأثرية والإنشائية.

•          أهم أسباب إستخدامه هو وجود مشاكل إنشائية بالأثر تتمثل فى شروخ معقدة يتعذر علاجها بالطرق التقليدية , كما أن العناصر المطلوب تقويتها توجد فى مناطق حساسة بالأثر وزاخرة بالنقوش والزخارف , كما أن الفك والتركيب يضيع كثيرا من العناصر الفنية والأثرية , لذلك فإن إستخدام هذا الأسلوب فى وقاية العناصر الأثرية الضعيفة من الإنهيار هو أسلوب مناسب لمثل هذه الحالات.

•          وفى طريقة الأربطة ذات الجراب يتم الحقن بسائل أسمنتى تحت ضغط حتى الوصول إلى نهاية الجدران من أفضل أساليب التدعيم  للجدران الحاملة للعناصر الأثرية وكذلك لحماية ووقاية العناصر والجدران الأثرية من التلف أو من الأثار الجانبية للحلول أخرى , وهذه الطرق تعرف بطريقة  Cintec

احدى عشر التدعيم بإستخدام الألياف الكربونية

•          تعتبر الألياف الكربونية من ألياف التسليح المستخدمة فى تدعيم العناصر الأنشائية, وتتصف ألياف التسليح   بالآتي:

•          تصنع الألياف من مواد مختلفة بأقطار تتراوح بين 5- 20 ميكرومتر في صورة خيوط طويلة توضع متوازية في اتجاه واحد أو في اتجاهين متقاطعين.

•          تتميز الألياف بمقاومة ومعايير مرونة أعلى كثيرا من تلك التي تميز نفس المادة المصنعة منها في حالتها العادية.

•          يجب أن تتمتع الألياف المستخدمة لتسليح البوليمرات بالمقاومة ومعايير المرونة العالية بالإضافة إلى خواص الثبات الحراري والكيميائي وغيرها. تعتبر أكثر أنواع الألياف المستخدمة في التطبيقات الهندسية هي: الزجاج، الكربون والاراميد.

•          بتجميع هذه الألياف داخل الوسط المحيط البوليمري Polymer matrix المناسب تتكون طبقة رقيقة من البوليمرات المسلحة بالألياف يتم لصق عدد من هذه الطبقات فوق بعضها جيدا حتى الوصول إلى السمك المطلوب للحصول على رقائق من البوليمرات المسلحة بالألياف FRP Laminate. ويمكن التحكم في تهيئة وتجهيز الألياف واتجاهها في كل طبقة وكذلك تسلسل تجميع العديد من الطبقات الشبيهة أو المختلفة وذلك بغرض الحصول على الخواص الميكانيكية والطبيعة المطلوبة.

•          تعتبر الألياف العنصر الرئيسي المقاوم للحمل في مركبات البوليمرات المسلحة بالألياف، حيث تعتمد الخصائص الميكانيكية للمادة المركبة بدرجة كبيرة على نوع وطول وخواص الألياف وكذلك النسبة الحجمية للألياف إلى المادة المركبة ككل واتجاه وضع الألياف داخل المادة المركبة، كما تعتمد أيضا على قوة الالتصاق أو الترابط بين الألياف والوسط المحيط اللاصق البوليمري

تطبيق التدعيم بالألياف الكربونية فى العديد من المبانى الأثرية الإسلامية

•           

•          1- صلب الأعتاب الحجرية المراد تدعيمها إلى أن يتم الانتهاء من أعمال التدعيم.

•           2- يتم تدعيم عتب باكية ويؤجل المجاور لها (أي لا يتم تدعيم أعتاب باكيتين متجاورتين).

•           3- يتم حقن الشروخ والفتحات بالعتب بالمواد الايبوكسية.

•           4- تسوية السطح الخارجي لقاع العتب باستخدام مواد ايبوكسية مناسبة ولا يزيد فرق الاستواء عن 5 مم لكل 2 متر طولي من العتب.

•           5- يتم عمل ثقب نافذ بكامل عرض العتب في منطقة اتصال العتب بالكتف بقطر 2.5 سم على بعد 6 سم عن السطح الخارجي للكتف ثم فتح الجزء العلوي من منطقة اتصال العتب بالكتف الحجري بطول 6 سم بكامل عرض العتب حتى تصل الفتحة إلى الثقب والثقب بارتفاع 1 سم كما هو مبين بالشكل.

•           6- تنظيف الفتحة والثقب بالهواء المضغوط والرش بالمياه والتجفيف لإزالة الرايش.

•           7- دهان قاع العتب بالايبوكسي اللاصق للألياف الكربونية بالصفات الآتية:-

•            - مقاومة الضغط اللاصق =        750 كجم/سم.

•            - مقاومة اللاصق على الحجر =   10 كجم/سم.

•           8- لف رقائق الألياف الكربونية على قضيب رفيع وإدخالها برفق في الثقب، وصفات الألياف الكربونية هي:-

•           - إجهاد الشد الأقصى =    28 طن/سم².

•           - أبعاد الرقائق = 15 سم عرض، 0.11 مم سمك.

•           9- شد رقائق الألياف الكربونية ولصقها على قاع العتب مع التأكد من عدم وجود فراغات أو فقاعات هوائية بين الألياف والعتب ويتم ذلك بالضغط باليد أو باستخدام رولة مطاطية حتى يتم خروج المادة اللاصقة من جانبي رقائق الألياف الكربونية.

•          10- دهان الألياف الكربونية بالايبوكسي اللاصق من الخارج لضمان تغلغل المادة اللاصقة داخل الألياف. 11- تثبيت شريحة ثانية من رقائق الألياف الكربونية بأبعاد 15 سم عرض 0.11 مم سمك بكامل طول الباكية (3 مترا) بدون تثبيت فوق الأكتاف، كما هو بالشكل.

•           12- دهان الألياف الكربونية بعد جفافها بمادة مقاومة للحريق ثم باللون الذي يحاكي الأثر.  ويلاحظ أن ألياف الكربون تماثل شكل القماش وهى عبارة عن شبكة من الألياف