أفضل الممارسات لاستخدام أشكال العمل في المناطق النشطة من الزلازل لضمان السلامة

فهم الأخطار السيزمية والصور الفاسدة

وتشكل المناطق النشطة المهتزجة تحديات فريدة أمام سلامة البناء، لا سيما بالنسبة للهياكل المؤقتة مثل الشكل، وفي أثناء الزلزال، تؤدي عمليات التسريع الأرضية إلى قوى غير مباشرة في جمعيات الأوراق المالية التي نادرا ما تُحسب في التصميم التقليدي، وتشمل أساليب الفشل الرئيسية تقديم الدعم الرأسي بسبب التشريد الأفقي، وفشل الرواسب، وإلغاء أشكال الجدار، وانهيار أشكال الرقبة التي تتهدد في حالات فقدان القدرة.

وتظهر البيانات الإحصائية من الأحداث الزلزالية السابقة أن الشكل غير المصمم أو المضمون قد أسهم في حدوث إصابات وحالات تأخير كبيرة، فعلى سبيل المثال، تسبب زلزال نورثريدج لعام 1994 في انهيار أشكال متعددة في منطقة لوس أنجلوس لأن نظم التبخير لم تصمم إلا لتحميل الجاذبية، إذ أن فهم آليات الفشل هذه هو الخطوة الأولى نحو التخفيف من حدة الآثار، ويجب على المصممين ألا ينظروا في سرعة أرض الذروة فحسب، بل أن يستقروا أيضا فترة الارتحال.

اعتبارات التصميم المتعلقة بالتشكيل في المناطق السيزمية

جمعيات القروض وشروط المدونة

ويجب أن يتضمن تصميم الأعمال في المناطق النشطة زلزامية مزيجا من الحمولة السيزمية على النحو المحدد في رموز البناء المحلية، مثل مدونة البناء الدولية أو ASCE 7، وتشمل عوامل الحمل الموحدة للشكل الحمولة الميتة، والحملة الحية (الحملات البنيوية)، والحمولة السيزمية (E).

ويشترط العديد من الولايات القضائية الآن أن يخضع هيكل أكثر من مستوى معين أو في المناطق السيزمية العالية لاستعراض الأقران من جانب مهندس هيكلي مرخص له، وعلى سبيل المثال، فإن قانون بناء كاليفورنيا يكلف بوضع تصميمات للمباني أطول من 75 قدما في الفئة دال أو أكثر من ذلك يجب أن يطغى عليها مهندس محترف، وقد يؤدي عدم الامتثال إلى أوامر وقف العمل والمسؤولية القانونية.

اختيار المواد للدوافع والخنق

إن اختيار المواد التي تجمع بين القوة والخصوبة أمر بالغ الأهمية، فالشكل التقليدي للأخشاب، رغم أن الوزن الخفيف، قد يفتقر إلى القدرة اللازمة على الصيد، ويمكن أن يفشل دون التنبؤ في إطار التحميل الدوري، إذ أن نظم تركيب الصلب توفر قوة أكبر وقابلية للاختلال، ولكن يجب أن تُتحمَّل على نحو سليم لتجنب التموين المحلي، وتوفر نظم الألمنيم توازنا جيدا من الوزن الخفيف والقوة، ولكنها تتطلب اهتماماً دقيقاً للربط بالتفاصيل.

وبغض النظر عن المواد، ينبغي اختبار جميع عناصر الشكل من أجل مقاومة التأثير والإجهاد تحت حمولات دورية، وينبغي للموردين أن يقدموا شهادات بأن نظمهم قد اختبرت لتتحمل أعباء جانبية تعادل 1.5 مرة على الأقل القوة السيزمية للتصميم. ]] ومعايير الشكل الخاصة بالمنظمة ]

نظم الإبراه والتربية

فالإبراز هو أهم عنصر لمنع انهيار الشكل أثناء الحركة الأرضية، إذ يستخدم نوعان من الشواذ: حمالات أفقية تمنع الرف، وحمالات تشخيصية تقاوم السك الحديدية، وفي المناطق الزلزالية، ينبغي تصميم جميع أشكال التكفير التي تمزقها الزوايا بدلا من ربطات بسيطة.

وهناك تفاصيل كثيرا ما تُغفل عن طريق التكوين في قاعدة الأعمدة وجدران القذيفة، وهذه المناطق تشهد أعلى المطالب السيزمية أثناء البناء لأن العناصر العمودية طويلة ومرنة، ويمكن أن يؤدي استخدام الركلات وعجلات الركب، بالاقتران مع استمرار الاستنفار، إلى تحسين الاستقرار بشكل كبير.

أفضل الممارسات للتشكيل الآمن في المناطق السيزمية

نظم المواد المعززة والمرنة

ومن الأفضل أن تُستخدم نظم المواد التي يمكن أن تستوعب الطاقة من خلال التشهير المراقب، مثلاً، استخدام أشكال الصلب العالية الارتداد مع ربطات محصورة تسمح بحركة طفيفة دون فقدان القدرة على التحميل، وثمة نهج آخر يتمثل في استخدام أشكال البوليمر المقوى بالألياف التي يمكن أن تزدهر تحت التحميل السيزمي والعودة إلى الشكل بعد وقوع الحدث، غير أن أي مواد تختار يجب أن تكون متوافقة مع نوع الخرسانة المستخدمة وشروط التصريف.

تأمين جميع أشكال الارتباط والبراز

ويجب تفتيش كل نقطة اتصال للتشديد والتركيب الصحيح، ويشمل ذلك الفولط والزجاج والأزواج والمصابين والمصابين بالهزات، وفي المناطق السيزمية، من الشائع أن يتطلب نظامين مستقلين للفرز لكل وصلة حرجة (مثلا، الغليان زائداً ملصقاً بالأقفال) وينبغي ربط جميع الصدر بالهيكل أو الأرض باستخدام المرساة بدلاً من الاعتماد على الاحتكاك أو المرساة.

تصميم لحزمة الزلازل باستخدام المدونات المحلية

فالتصميم على الحمولة السيزمية يعني أكثر من مجرد إضافة عامل أمان، وهو ينطوي على تحليل الشكل كنظام دينامي، ويمكن أن يؤدي النموذج النهائي للحركة الأرضية إلى تحفيز آثار الحركة على شكل تجميع - تجميع محكم، كما أن بعض أدوات البرامجيات الحديثة، مثل تلك المستخدمة في تصميم برج التشهير، يمكن أن تتضمن نموذجا للاستجابة السيزمية، وينبغي أن ينظر التصميم أيضا في إمكانية حدوث أشكال لاحقة من الدلائل.

وكثيرا ما تشير رموز البناء المحلية إلى خرائط ومعاملات سيزمية محددة، ففي اليابان مثلا، يتطلب قانون البناء الموحد تصميم شكل قوة جانبية تساوي 0.3 مرة الوزن الكلي للشكل والخرسانة الرطبة، وفي نيوزيلندا، يتضمن معيار النيوزيلندي S 3101 أحكاما محددة للأعمال المؤقتة في المناطق الزلزالية العالية، وينبغي للمشاريع الدولية أن تستخدم رمز البلد المضيف أو معيارا مماثلا مثل UBC أو Eurocode.

تنفيذ عملية التسوق والإعداد

ويجب تصميم نظم التسوق لمقاومة الحمولات العمودية والأفقية على السواء، كما يوصى برجين للنقل الثقيل مع أظاف القذف والطرق التشخيصية، وينبغي تخفيض التباعد بين الشواطئ مقارنة بالظروف غير السيزمية لزيادة التكرار، بالإضافة إلى ربط الثوران في القمة والقاع بتشكيل أفقي لخلق شظايا صلبة.

وخلال عملية التسكب الخرساني، يكتسب نظام النقل قوة دينامية من عملية التنسيب نفسها، بل إن هذه القوى في المناطق الزلزالية أكثر أهمية لأنها تضيف إلى قذيفة الأساس، ويمكن أن يخلق الخرسانة المضغوطة ذبذبائح من الزلازل، وبالتالي ينبغي مراقبة ورصد معدلات التسرب لتجنب الإفراط في تحميلها خلال حدث سيزمي حقيقي.

الجدول الزمني لأنشطة التشييد إلى فترات الزلازل

وفي حين أنه من المستحيل التنبؤ بالزلازل مع اليقين، يمكن لمديري التشييد استخدام بيانات سيزمية تاريخية لتحديد فترات النشاط الأعلى، ففي المناطق التي توجد فيها أنماط سيزمية موسمية أو دورية معروفة (مثلا، زيادة النشاط بعد أحداث تكتونية كبيرة)، ينبغي تحديد عمليات الشكل الحرجة خلال أشهر تأهبية تتسم بالهدوء التاريخي، وهذا لا يعني تجنب وجود مناطق عطلية نشطة تماما، بل التخطيط لتوقيت الأنشطة ذات المخاطر العالية مثل تركيب الهزات ومسارات ملموسة.

إجراء عمليات تفتيش منتظمة ولاحقة للاختراع

يجب أن تكون عمليات التفتيش متكررة ومنهجية، وينبغي للشخص المسؤول أن يفتش الشكل يومياً قبل التنسيب الملموس وبعد أي حدث يمكن أن يضر بالاستقرار، بما في ذلك الرياح العالية أو الخزائن السيزمية الثانوية، وينبغي أن تتضمن قائمة التفتيش أي عمليات تفتيش بصرية للوصلات أو الشوارع أو ربطات العنق أو المرساة الأساسية، وبعد حدوث زلزال ذي أي ضخامة، ينبغي أن تُتَب جميع أشكال العمل حتى تثبت خلاف ذلك.

العمال المدرّبون على بروتوكولات السلامة السيزمية

وربما يكون التدريب أكثر تدابير السلامة فعالية من حيث التكلفة، ويجب تثقيف العمال بشأن كيفية التعرف على علامات عدم الاستقرار الشكلي، مثل التفاؤل، أو الوصلات العالقة، أو الضوضاء غير العادية أثناء الهز، ويجب أن يعرفوا طرق الإجلاء ونقاط الالتفاف، وينبغي تدريب العمال، خلال الزلزال، على وقف ما يفعلونه فورا، والانتقال من الشكل، وتجنب العناصر الهيكلية الرأسية التي قد تنهار، بالإضافة إلى ذلك، تجنب الظواهر الجوية.

التأهب والاستجابة لحالات الطوارئ

وضع خطة طوارئ سريعة

ويجب أن يكون لكل موقع بناء في منطقة نشطة زلزالية خطة طوارئ مكتوبة تغطي سيناريوهات الزلازل، وينبغي أن تشمل الخطة ما يلي:

Clear eviction routes marked with luminous signage that remains visible even if power fails.
بروتوكولات الاتصال ]: أجهزة لاسلكية، ومكبرات صوتية، وهواتف خلوية احتياطية.
Muster points] located away from formwork and structures.
الإجراءات المتعلقة بإغلاق المعدات الثقيلة لمنع الحركة أثناء الهز.
First aid stations] and trained emergency responders on site.
التنسيق مع خدمات الطوارئ المحلية لضمان الاستجابة السريعة.

وينبغي استعراض الخطط فصلياً وبعد أي حدث سيزمي هام، ويجب أن تتم من خلال التدريبات التي تحاكي الظروف الواقعية، مثل انقطاع الكهرباء والخروج المغلق، وينبغي لجميع العمال أن يكونوا على دراية بالخطة قبل بدء العمل في الموقع.

الإجراءات الفورية خلال الزلزال

وعندما يحدث زلزال، يجب على العمال تنفيذ التسلسل التالي:

Drop, Cover, and Hold On ] if shaking is severe and escaping is impossible.
إبتعد عن الشكل، والرافعات، والمواد التي يمكن أن تسقط.
] إفسحوا المجال لنقطة المصعد المحددة باستخدام الطرق الثابتة.
عد جميع الموظفين ] باستخدام العدادات ونظم الأصدقاء.
لا تعود إلى العمل حتى يتم تفتيش الموقع وتخليصه من شخص مؤهل.

وينبغي أن يكون للمديرين قائمة مرجعية للمرافق غير الصالحة للتصريف، وأن يغلقوا المعدات، وأن يؤمنوا المواد الخطرة.

تقييم واسترداد ما بعد الزلزال

وبعد مرور الخطر الفوري، يلزم إجراء تقييم شامل، ويجب تفتيش الشكليات اللازمة:

تشويه الشواطئ والصدريات أو سوء فهمها.
الرف في الأربطة أو الحام
مرساة أو حلوى ربطة العنق
Displacement of the entire formwork assembly relative to its foundation.

ويجب تفكيك أي شكل يدل على وجود آثار للضرر أو استبداله أو تعزيزه قبل استئناف العمل، وفي بعض الحالات، قد لا يزال الخرسانة رطبة؛ وإذا ما أُلحق الضرر بالشكل، قد يلزم أيضا إزالة الخرسانة، وينبغي للمهندس الهيكلي أن يستعرض الظروف السائدة في البناء، وينبغي تقديم تقرير خطي عن الحدث، يتضمن تقييم الأضرار والإجراءات المتخذة، لأغراض التأمين والأغراض التنظيمية.

المدونة والامتثال والمعايير

والامتثال للمعايير المعترف بها ليس اختيارياً، وفيما يلي إشارات أساسية إلى الشكل في المناطق الزلزالية:

ACI 347-14] - "دليل لتشكيلات من أجل التكهنية" (معهد أمريكان المعاصر)
ASCE 7] - "قلود تصميم الألغام والمعايير المرتبطة بها للمبنى والهياكل الأخرى"
OSHA 1926 Subpart Q — "بناء الخرسانة والمواسير" (]OSHA link)
EN 12812] - "Falsework - Performance requirements and general design" (European standard)
NZS 3101 Part 5] — "معيار الهياكل المتطابقة - التعليق على الحكم السيزمي" (نيوزيلندا)

كما أن العديد من الولايات القضائية المحلية لديها متطلبات تكميلية، ولذلك من الضروري التحقق من إدارة المباني في وقت مبكر من مرحلة التخطيط، وقد يؤدي عدم الامتثال إلى فرض غرامات، وحالات تأخير، وتحمل المسؤولية عن الإصابات أو الوفيات.

تدريب الموظفين وتصديقهم

وينبغي أن يتلقى جميع العمال المنخرطين في عملية إنتصاب واستعمال شكلية تدريبا معتمدا يركز على السلامة السيزمية، ويشمل ذلك ما يلي:

Comppetent person nomination] for those responsible for formwork inspections (OSHA definition).
Rigger and signal person certification] for crane operations related to formwork.
First aid and CPR training] for emergency response.
Hands-on drills] for eviction and securing of equipment.

وينبغي تحديث التدريب سنويا أو كلما بدأ العمل بنظم جديدة للتشكيل، ويجب الاحتفاظ بسجلات التدريب في الموقع، كما ينبغي أن تكون متاحة لكي تستعرضها السلطات التنظيمية.

خاتمة

إن تنفيذ أفضل الممارسات في مجال الشكل في المناطق النشطة زلزامية ليس مهمة لمرة واحدة بل عملية مستمرة للتخطيط والتصميم والتفتيش والتدريب والتأهب لحالات الطوارئ، ومن خلال إدماج اعتبارات الحمولة السيزمية في التصميم منذ البداية، واستخدام مواد الخلايا ونظم الإحراق القوية، وإجراء عمليات تفتيش منتظمة، وإعداد العمال الذين لديهم تدريبات واقعية، يمكن لأفرقة البناء أن تقلل بدرجة كبيرة من مخاطر انهيار الشكل خلال الزلازل.