قوالب الأساسات

دليل شامل حول قوالب الأساسات: الأنواع، طرق التنفيذ، والأسعار

تعتبر أعمال القوالب (الشدات) للأساسات إحدى المراحل المحورية في البناء والتشييد، حيث تلعب دوراً حيوياً في ضمان صلابة وديمومة الهيكل. بما أن الأساس هو القاعدة التي يرتكز عليها أي مبنى، فيجب تنفيذه بدقة عالية ومراعاة الأصول الفنية لضمان السلامة والعمر الافتراضي الطويل للمنشأة. في هذه العملية، تتولى قوالب الأساسات مهمة تشكيل الخرسانة الطازجة، والحفاظ على الأبعاد الدقيقة ومستوى الاستواء (Leveling). إن اختيار النوع المناسب من القوالب، وطريقة التثبيت الصحيحة، والتنفيذ وفق المعايير، لا يمنع هدر المواد فحسب، بل يؤدي أيضاً إلى تحسين جودة الخرسانة وتقليل تكاليف الإصلاحات المستقبلية.

ما هي الأساسات (Foundation)؟

الأساس أو “الفونداسیون” هو الجزء السفلي من الهيكل الذي يقوم بنقل الأحمال من المبنى إلى التربة (الأرض). تعتمد متانة واستقرار أي منشأة على جودة تصميم وتنفيذ هذا الجزء. أثناء عملية البناء، تلعب قوالب الأساسات دوراً مهماً في التشكيل الصحيح للخرسانة وضمان الأبعاد والمناسيب الدقيقة. يجب أن يكون التصميم الهندسي للأساسات بحيث يوزع القوى بشكل متجانس على التربة ويمنع حدوث الهبوط المتباين (Differential Settlement).

أنواع قوالب الأساسات

قوالب الأساسات هي عملية يتم خلالها استخدام هيكل مؤقت لتشكيل الخرسانة الطازجة والحفاظ على أبعاد ومناسيب الأساس بدقة. يعتمد اختيار نوع القالب على عوامل مثل نوع المشروع، مادة القالب، الميزانية، والظروف البيئية. وفيما يلي أهم أنواع قوالب الأساسات:

القوالب الخشبية للأساسات

تُصنع هذه القوالب من الألواح الخشبية أو خشب البلاي وود (Plywood). من مزاياها سهولة التركيب والتكلفة الأولية المنخفضة. ومع ذلك، فإن مقاومتها للرطوبة وضغط الخرسانة أقل، وعادة ما تُستخدم في المشاريع الصغيرة أو الأعمال المؤقتة.

القوالب المعدنية للأساسات

مصنوعة من صفائح الفولاذ أو الألومنيوم، وتتميز هذه القوالب بمتانة عالية وقدرة على تحمل الأحمال الثقيلة. على الرغم من أن تكلفتها الأولية أعلى من القوالب الخشبية، إلا أن متانتها العالية ودقتها تعوض هذه التكلفة من خلال إمكانية إعادة الاستخدام المتكرر.

مكونات القالب المعدني للأساسات:

اللوح (Panel)

يتكون اللوح من صفيحة وجه فولاذية بسمك 2 إلى 4 ملم (بناءً على الحسابات الإنشائية) مدعمة بأعصاب تقوية (Stiffeners). الصفيحة الفولاذية هي المكون الرئيسي، لذا كلما زادت جودة الفولاذ، زادت جودة القالب.

الدعامة الأفقية أو حزام الربط (Waler)

تُصنع من أنابيب أو مقاطع صندوقية (Box sections) معدنية، وتتصل بالألواح باستخدام مثبتات مناسبة، وتلعب دوراً مهماً في الحفاظ على استقرار القالب.

الدعامات والقيود الرأسية (Soldiers)

تُصنع هذه القطع من بروفيلات خفيفة أو مشكلة على البارد، ومهمتها زيادة الصلابة الجانبية وتثبيت الألواح في مكانها.

مواصفات القوالب المعدنية القياسية:

• القوالب المعدنية القياسية هي تلك التي تكون أبعادها من مضاعفات الرقم 5 (الوحدة النمطية “الموديول” الأساسي للقوالب في إيران هي 5 و 10 سم).
• سطح هذه القوالب مصنوع من صفائح الحديد الأسود بسمك 3 ملم. ونظراً للأحمال الواقعة عليها، يتم تدعيمها بتسميات (أحزمة) من صفائح بسمك 3 أو 4 ملم.
• تحتوي التسميات المحيطة على ثقوب بمسافة “محور إلى محور” تبلغ 5 سم بدقة، مما يتيح إمكانية تثبيت المشابك (Clamps) خلف القوالب في أي نقطة.
• تُصنع القوالب المعدنية من فولاذ نوع St37. وبما أن الصفيحة الفولاذية هي المادة الأساسية، فإن جودتها تؤثر مباشرة على المنتج النهائي. تتميز صفائح “فولاذ مباركة” بعدم وجود تموجات، وتساوي السمك على طول الصفيحة، وجودة أعلى.
• استخدام قوالب منخفضة الجودة يؤدي إلى تموج سطح الخرسانة وعدم تحقيق الشاقولية المطلوبة. يُمنع استخدام الألومنيوم في الأسطح الملامسة للخرسانة (خاصة في ألواح الوجه) لأنه يقلل من جودة الخرسانة.
• نتيجة للتفاعل الكيميائي بين سطح الألومنيوم والأسمنت، ينتج غاز الهيدروجين الذي يمكن أن يقلل مقاومة الخرسانة بسهولة بنسبة تصل إلى 50%.
• قديماً، كانت القوالب المعدنية تُصنع بنوعين: “حواف مثنية” و”تسميات ملحومة”. اليوم، يتم إنتاج نماذج جديدة مثل الألواح الكبيرة (Large Panel)، القوالب النفقية (Tunnel Form)، وأنواع أخرى من القوالب الخاصة.
• تكون صفيحة الوجه في القوالب ذات التسميات (المحزمة) عادةً بسمك 3 ملم والتسميات بسمك 5 ملم.
• أما القوالب ذات الحواف المثنية، فتُنتج كقطعة واحدة من صفيحة بسمك 3 ملم ويتم ثني الحواف بواسطة الماكينات.
• تنبيه هام: تزييت سطح الألواح قبل صب الخرسانة أمر إلزامي لمنع التصاق الخرسانة بالقالب ولتسهيل عملية فك القوالب.

مزايا القوالب المعدنية

• عمر افتراضي طويل.
• سرعة في التركيب والفك.
• توفير سطح أملس للخرسانة المصبوبة.
• أمان كافٍ ضد مخاطر الحريق.
• مقاومة عالية للقوى والأحمال الواردة.
• تقليل العمليات التنفيذية نظراً لأن القطع مسبقة الصنع.
• إمكانية تغيير السعة والحجم بسرعة.
• الحفاظ على نظافة بيئة العمل مقارنة بالقوالب الأخرى.
• جدوى اقتصادية أعلى لعدم الاعتماد الكبير على الاستيراد (توفر محلي).

قوالب الطوب (الآجر) للأساسات

في المشاريع التقليدية أو منخفضة التكلفة، يتم استخدام الطوب كقالب للأساسات. هذه الطريقة ليست دائمة (تعتبر قوالب هالكة) وتستخدم غالباً للأساسات الصغيرة أو الأعمال المؤقتة.

قوالب الفولاذ الثقيلة

تُصنع هذه القوالب من الفولاذ المقاوم ولها عمر طويل جداً. هي مناسبة للمشاريع الضخمة، الصناعية، والمتكررة، وتظهر مقاومة كبيرة جداً ضد الضغط والصدمات.

طريقة تنفيذ قوالب الأساسات

يتطلب التنفيذ الصحيح لقوالب الأساسات اتباع مراحل محددة وأصول فنية للحصول على خرسانة عالية الجودة وأساس مقاوم. المراحل الرئيسية هي:

تجهيز الأرض والحفر

بداية، يتم تحديد موقع المشروع بناءً على المخططات التنفيذية، وتتم عمليات الحفر بدقة.

تسوية قاع الأساس (صبه النظافة)

يجب أن يكون سطح قاع الأساس مستوياً تماماً لضمان تركيب القوالب بشكل صحيح ومنع الهبوط غير المتكافئ.

وضع القوالب في الموقع المحدد

يتم وضع القوالب في مكانها وفقاً لأبعاد وتصميم الأساس، ويتم التحقق من موقعها بناءً على الخرائط المساحية.

تدعيم وتقوية القوالب

لمنع تغيير شكل القوالب تحت ضغط الخرسانة، يتم استخدام دعامات مناسبة ومعدات تقوية قوية (Backing/Bracing).

صب الخرسانة داخل القوالب

بعد التأكد من التثبيت والتدعيم الصحيح، تتم عملية الصب، ويجب توزيع الخرسانة بشكل متجانس داخل القوالب.

فك قوالب الأساسات (Stripping)

بعد الشك الأولي للخرسانة (Initial Setting)، والذي يستغرق عادة بين 24 إلى 48 ساعة، يتم فك قوالب الأساسات. يعتمد الوقت الدقيق لفك القوالب على عدة عوامل مثل نوع الأسمنت، الظروف الجوية، ومقدار الضغط الواقع على القالب. الفك في الوقت المناسب وبطريقة أصولية يمنع تضرر الخرسانة الطازجة ويضمن الجودة النهائية للأساس.

نكات هامة في قوالب الأساسات

لضمان نجاح العملية، يجب مراعاة ما يلي:

• استخدام قوالب قوية ومستوية تماماً للحفاظ على الأبعاد الدقيقة.
• منع تسرب “اللباني” (روب الخرسانة) من فواصل القالب عبر إحكام الغلق (Grouting/Sealing).
• التدعيم الجيد للقوالب لمنع الإزاحة أو الانتفاخ أثناء الصب.
• تشحيم/تزييت السطح الداخلي للقالب لسهولة الفصل وزيادة عمر القالب.

خصائص القالب الجيد للأساسات

يجب أن يتمتع القالب المناسب بالمواصفات التالية:

• مقاومة عالية لضغط ووزن الخرسانة الطازجة.
• إمكانية إعادة الاستخدام المتكرر لتوفير التكاليف.
• سطح أملس ومتجانس لإنتاج خرسانة خالية من التعشيش والعيوب السطحية.
• سهولة التركيب والفك لتسريع وتيرة العمل.

قوالب الأساسات الشريطية (Strip Foundation)

في هذا النوع، يتم تركيب القوالب بشكل شريطي ومستمر على طول مسار الجدران الحاملة. تُستخدم هذه الطريقة غالباً في المباني ذات الجدران الحاملة أو الهياكل الخفيفة، وتساعد في إنشاء أساس متين وموحد. توفر هذه الطريقة سرعة في التنفيذ ودقة عالية في الأبعاد.

قوالب الأساسات الحصيرية/اللبشة (Raft/Mat Foundation)

الأساس الحصيري هو نوع من الأساسات السطحية التي تمتد تحت كامل المبنى أو جزء كبير منه، وتقوم بنقل أحمال المبنى بشكل موحد إلى الأرض. يُستخدم هذا النوع عادة عندما تكون الأحمال كبيرة أو تكون قدرة تحمل التربة ضعيفة.

في قوالب اللبشة، ونظراً للمساحة الواسعة والسطح الموحد، يتم استخدام مزيج من القوالب الخشبية أو المعدنية مع تدعيمات قوية. تشمل مراحل التنفيذ:

1. تسوية وتجهيز قاع الأساس (صبة النظافة).
2. تركيب القوالب المحيطية (الداير) حول حدود الأساس.
3. استخدام دعامات خلفية وقيود لمنع انفتاح القوالب تحت ضغط الخرسانة.
4. صب الخرسانة وتسوية السطح.

تتطلب هذه الطريقة دقة عالية، لأن أي خطأ بسيط في الاستواء أو الشاقولية قد يؤدي لمشاكل إنشائية.

قوالب الأساسات المنفصلة (Isolated Footing)

وهي عملية وضع القوالب للقواعد المنفردة أو النقطية، وتستخدم عادة للمباني الصغيرة أو عندما تنتقل الأحمال بشكل مركز (عبر الأعمدة) إلى نقاط محددة. يناسب هذا النوع الهياكل التي تتطلب أحمالاً أقل أو التي تُبنى في مناطق ذات تربة قوية.

يتم تركيب القوالب بشكل منفصل لكل قاعدة. تعتبر هذه الطريقة أبسط وأقل تكلفة مقارنة بالأنواع الأخرى. يجب ضبط استواء القوالب بدقة لضمان تشكيل القاعدة بشكل صحيح. تُستخدم عادة تحت الأعمدة في الفيلات، المباني منخفضة الارتفاع، أو المنشآت الصناعية الخفيفة.

مزايا الأساسات الحصيرية (اللبشة):

• مقاومة واستقرار عاليان في تحمل الأحمال الثقيلة.
• توزيع منتظم لأحمال المبنى.
• مناسبة للمنشآت الكبيرة والصناعية.

في المشاريع الكبيرة، وبدلاً من القوالب الخشبية بالكامل، يُفضل استخدام القوالب المعدنية المدولار لزيادة السرعة وضمان دقة الأبعاد.

سعر أعمال قوالب الأساسات

تختلف أسعار قوالب الأساسات بناءً على عدة عوامل مؤثرة، منها:

1. نوع القالب

• القوالب الخشبية: تكلفة أقل، مناسبة للمشاريع الصغيرة. السعر يعتمد على نوع الخشب وسمكه وجودته.
• القوالب المعدنية: تكلفة أعلى ولكن دوام ودقة أكبر. اقتصادية للمشاريع الكبيرة وطويلة الأمد.
• القوالب الفولاذية الثقيلة: للمشاريع الصناعية الضخمة، تكلفتها عالية جداً لمقاومتها الفائقة.
• القوالب المدولار: للمشاريع التجارية الكبيرة التي تتطلب سرعة ودقة، تُعد أنظمة القوالب المدولار أو القوالب المعدنية المدولار الخيار الأمثل.

2. حجم وأبعاد المشروع

كلما زادت مساحة الأساس، زادت الحاجة للقوالب وبالتالي ارتفعت التكلفة. الأساسات الحصيرية الضخمة أو العميقة تكون أكثر تكلفة. كما أن تعقيد التصميم الهندسي يرفع السعر.

3. نوع الخرسانة والظروف البيئية

• نوع الخرسانة: الخرسانات الخاصة (مثل المقاومة للماء أو عالية القوة) قد تتطلب تجهيزات قوالب خاصة مما يؤثر على التكلفة.
• الظروف البيئية: العمل في مناطق رطبة جداً أو حارة جداً قد يتطلب مواد خاصة أو إجراءات حماية إضافية للقوالب.

4. تكلفة العمالة

تعتمد على حجم وتعقيد المشروع، وعدد العمال، والمدة الزمنية. كما أن أجر المقاولين المتخصصين في تركيب الأنظمة المعقدة يؤثر في السعر.

5. الموقع الجغرافي

تختلف التكاليف بين المدن والمناطق النائية. صعوبة الوصول للموقع وتكاليف النقل (الشحن) للمواد والمعدات تلعب دوراً في السعر النهائي.

سعر القوالب الخشبية

بشكل عام، القوالب الخشبية أرخص من المعدنية، لكن نظراً لارتفاع معدل استهلاك الخشب والحاجة لاستبداله بشكل متكرر، فإنها ليست الخيار الاقتصادي للمشاريع طويلة الأمد.

الخاتمة

تعتبر أعمال القوالب للأساسات مرحلة لا غنى عنها في أي مشروع إنشائي. استخدام قوالب قوية، مستوية، وعالية الجودة يضمن دقة أبعاد الأساس، ويزيد من عمر المنشأة، ويقلل تكاليف الصيانة مستقبلاً. إن الاختيار الصحيح لنوع القالب والتنفيذ الأصولي هو استثمار آمن يمنع المشاكل الإنشائية والخسائر المالية.

الأسئلة الشائعة حول قوالب الأساسات

ما هي قوالب الأساسات؟

هي عملية تركيب هيكل مؤقت لتشكيل الخرسانة الطازجة لأساس المبنى، وتساعد في الحفاظ على الأبعاد، الاستواء، وصلابة الخرسانة حتى تتصلب.

ما هو أفضل نوع لقوالب الأساسات؟

يعتمد ذلك على حجم المشروع والميزانية. القوالب المعدنية والفولاذية هي الأفضل من حيث المتانة والدقة للمشاريع الكبيرة، بينما القوالب الخشبية أوفر للمشاريع الصغيرة والمؤقتة.

كم هي المدة اللازمة لفك قوالب الأساسات؟

عادة يمكن فك القوالب بعد 24 إلى 48 ساعة من الصب، لكن هذا الوقت يعتمد على درجة الحرارة، نوع الخرسانة، والظروف البيئية.

ما هي أهم النقاط التي يجب مراعاتها؟

استواء القوالب (Leveling)، التدعيم الجيد (Bracing)، منع تسرب روب الخرسانة (Grout Leakage)، واستخدام قوالب نظيفة ومدهونة بمادة عازلة.

كيف يتم حساب سعر قوالب الأساسات؟

يعتمد السعر على نوع القالب (خشبي، معدني)، مساحة العمل بالمتر المربع أو الطولي، جودة المواد، وتكلفة العمالة والنقل.