ما هو حجر الغرق البحري؟ الأنواع والتوافق مع قاع البحر ودليل الاختيار

A حجر الغرق البحري - يُطلق عليها بشكل أكثر دقة ثقالة الإرساء، أو كتلة الثقل، أو كتلة الصابورة الخرسانية/الحديدية - وهي عبارة عن وزن ثقيل يتم إنزاله إلى قاع البحر ومتصل بسلسلة بعوامة أو علامة ملاحية أو مرسى سفينة لتثبيته في وضع ثابت. يعتمد الاختيار الصحيح بشكل كامل تقريبًا على نوع قاع البحر: الحجارة ذات الوزن الثقيل (الكتل الخرسانية أو الحديدية) تناسب القيعان الصلبة أو الصخرية أو الرملية حيث لا يكون الحفر ممكنًا، في حين أن المراسي ذات الشكل مثل الفطر أو الأهرامات تناسب الطين الناعم أو الرمال حيث يمكن للتصميم الحفر واستخدام الشفط لمزيد من القوة القابضة. يعد اختيار النوع الخاطئ للتركيبة السفلية هو السبب الأكثر شيوعًا لسحب المرساة أو فشلها.

أدناه، نقوم بتفصيل كيفية تحديد حجم هذه الغاطسات، والمواد والأشكال التي تحقق أفضل أداء في ظروف قاع البحر المختلفة، وأرقام القدرة الفعلية على التحمل التي ينبغي أن توجه قرار الشراء أو التثبيت.

ما يفعله حجر الغرق البحري في الواقع

في أنظمة الإرساء والملاحة، تتمثل مهمة الغاطسة في توفير كتلة هبوطية كافية أو مقاومة للحفر للحفاظ على العوامة أو علامة القناة أو نقطة الإرساء من الانجراف أو الانجراف بفعل التيار أو المد والجزر أو الرياح أو الأمواج. يتم توصيله عادةً بالعوامة السطحية بطول سلسلة ثقيلة، تسمى الناهض، مع تثبيت الغطاس نفسه أو تثبيته في قاع البحر في الموضع المخصص.

طريقتان يحتل فيها الغطاس موقعه

يحتفظ الغطاسون بمواقعهم من خلال إحدى آليتين: الوزن الميت الهائل ، حيث تعتمد الكتلة ببساطة على كونها ثقيلة جدًا بحيث لا يمكن تحريكها، أو الشفط والتضمين ، حيث تقوم المرساة بالحفر في المادة السفلية وتولد مقاومة إضافية من الطين أو الرمال المحيطة. تعتبر الغاطسات ذات الوزن الساكن أبسط وأكثر قابلية للتنبؤ بها، ولكنها تحتاج إلى أن تكون أثقل بكثير من المرساة ذات النمط المضمن لتحقيق نفس قوة التثبيت.

المواد: الخرسانة مقابل الحديد الزهر

تتصرف مادتا الغطس الأكثر شيوعًا بشكل مختلف تمامًا بمجرد غمرهما، ويكون للفرق تأثير مباشر وقابل للحساب على مقدار الوزن الجاف الذي تحتاج إلى شرائه.

الخرسانة تفقد المزيد من الوزن تحت الماء

الخرسانة لديها وحدة الوزن الجاف تقريبا 150 جنيهًا للقدم المكعب مقارنة بنحو 62.4 رطلاً للقدم المكعب لمياه البحر. بمجرد غمرها بالكامل، يمكن أن تكون الخرسانة أخف بنسبة تصل إلى 45% من وزنه الجاف لأن كثافته المنخفضة نسبيًا تعني أن الطفو يلغي جزءًا كبيرًا من كتلته. نظرًا لكون الحديد الزهر أكثر كثافة، فهو يفقد فقط حوالي 10% من وزنه تحت الماء، مما يعني أن وزنًا جافًا معينًا من الحديد يوفر قوة إمساك فعلية أكبر بكثير بمجرد وجوده في قاع البحر.

لماذا لا تزال الخرسانة تستخدم على نطاق واسع

على الرغم من عقوبة الوزن المغمور، تظل الخرسانة هي المادة الأكثر شيوعًا لأنها غير مكلفة، ويمكن صبها مسبقًا في قوالب مخصصة على نطاق واسع، ويمكن أن تشتمل على تقوية الأسلاك أو مسامير العين المدمجة أثناء الصب. بالنسبة لهدف قدرة إمساك معين، تحتاج الغطاسات الخرسانية ببساطة إلى أن يكون حجمها أكبر من وحدة الحديد الزهر المكافئة للتعويض عن الخسارة الأكبر في الطفو.

مطابقة شكل الغطاس لنوع قاع البحر

يحدد الشكل ما إذا كانت الغاطسة تعتمد بشكل كامل على الكتلة أم أنها تحصل على قوة تحمل إضافية من الحفر في القاع - ويعتمد الشكل الصحيح بشكل كبير على المادة التي يتكون منها قاع البحر بالفعل.

مراسي الفطر للطين والرمل الناعم

تستخدم المراسي على شكل فطر، المصبوبة عادة في الحديد، غطاء على شكل كوب يغوص في مادة سفلية ناعمة ويخلق شفطًا أثناء غرسه. إنها أكثر أنواع مرساة الإرساء شيوعًا وهي متوفرة بأوزان من 25 جنيهًا حتى 1000 جنيهًا أو أكثر ، مع القاعدة العامة للتحجيم وهي 5 إلى 10 أضعاف طول القارب بالجنيه. يكون أداؤها سيئًا على القيعان الصلبة أو الصخرية، حيث لا يوجد شيء يمكن حفر الغطاء فيه.

مرساة هرمية من أجل قوة تحمل أعلى لكل رطل

توفر المراسي على شكل هرم حافة حفر تخترق الجزء السفلي بشكل أسرع وأعمق من شكل الفطر، وتولد مساحة السطح الواسعة شفطًا قويًا كلما تم وضعها بشكل أعمق. توفر المراسي الهرمية عادةً ما يتراوح بين 3 إلى 10 أضعاف وزنها الجاف في قوة الإمساك - على سبيل المثال، يمكن للمرساة الهرمية التي يبلغ وزنها 650 رطلاً أن توفر ما يقرب من 6500 رطل من قوة التثبيت بمجرد تثبيتها بالكامل، مما يجعلها أكثر كفاءة بكثير لكل رطل من كتلة الوزن الساكن العادي.

كتل الوزن الميت للقيعان الصلبة أو الصخرية

في القيعان الصلبة أو الصخرية أو المزدحمة حيث لا يمكن حفر أي شيء، فإن الخرسانة ذات الوزن الساكن أو كتلة الحديد هي الحل القياسي. نظرًا لأن قوة التحمل هنا تأتي تمامًا من الكتلة، فإن هذه الكتل يجب أن تكون أثقل إلى حد كبير - عادةً ما يوفر المرسى الخرساني ذو الوزن الساكن حوالي 4000 رطل فقط حوالي 4000 رطل من قوة التثبيت الفعلية، أي ما يقرب من نصف وزنه الجاف، لأنه لا يستفيد من التضمين أو الشفط.

القدرة القابضة حسب نوع الغطاس

يلخص الجدول أدناه كيفية مقارنة أنواع الغاطسات والمثبتات الرئيسية من حيث قوة التحمل بالنسبة لوزنها، بناءً على البيانات الميدانية النموذجية لكل تصميم.

شكل المرساة اللولبية ملفت للنظر في السياق: إحدى الحالات المرجعية تصف مجموعة مناسبة مرساة لولبية بوزن 150 رطل إظهار قوة قابضة تعادل أ كسارة خرسانية بوزن 40.000 رطل . توضح هذه الفجوة مقدار قوة التحمل القائمة على التضمين التي يمكن أن تتفوق على الوزن الساكن النقي - على الرغم من أن المراسي اللولبية تتطلب معدات تركيب متخصصة وليست مناسبة للقيعان الصخرية أو شديدة الصلابة.

تحديد حجم الغطاس: العوامل العملية للتأكيد

قبل أن تطلب أو تصب ثقالة، تأكد من هذه العوامل، حيث أن الخطأ في أي منها يمكن أن يقلل من حجم نظام الإرساء بأكمله.

1. تكوين قاع البحر. قم باختبار أو مسح المادة السفلية الفعلية - الطين الناعم، أو الرمل، أو الطين المعبأ، أو الصخور - حيث أن هذا العامل الوحيد يحدد ما إذا كان المرساة ذات الشكل أو كتلة الوزن الساكن مناسبة.
2. عمق المياه ونطاق المد والجزر. تعمل المياه العميقة وتقلبات المد والجزر الأكبر على زيادة الحمل الذي تنقله السلسلة والناهض إلى الثقالة، مما يؤثر في كل من وزن الثقالة وحجم السلسلة.
3. وزن السفينة أو الهيكل والتعرض. تتطلب السفينة الأكبر حجمًا أو العوامة المعرضة لتيار قوي أو جلب الرياح أو ظروف العواصف قوة إمساك أكبر نسبيًا من المرساة المحمية ذات التحميل الخفيف.
4. المواد المغمورة وفقدان الوزن. خذ في الاعتبار فقدان الوزن المغمور للخرسانة بنسبة 45% تقريبًا مقابل فقدان الحديد بنسبة 10% تقريبًا عند مقارنة عروض الوزن الجاف بين المواد.
5. طريقة التثبيت متوفرة يمكن إنزال كتل الوزن الساكن بواسطة البارجة والرافعة. قد تتطلب المراسي ذات الشكل والمسمار تركيب غواص أو معدات هيدروليكية متخصصة، مما يؤثر على التكلفة والعمق الممكن.

الوجبات السريعة الرئيسية

تعود فعالية الحجر الغارق البحري إلى مطابقة مادته وشكله مع قاع البحر الذي يجلس عليه، وليس مجرد شراء أثقل خيار متاح. تعتبر الكتل الخرسانية أو الحديدية ذات الوزن الثقيل هي الحل الافتراضي الموثوق به للقيعان الصلبة أو الصخرية، في حين توفر المراسي ذات الأشكال مثل الأهرامات والمثبتات اللولبية قوة تحمل أكبر بشكل كبير لكل رطل في الطين أو الرمل - في بعض الحالات الموثقة، تتفوق المرساة المثبتة بشكل صحيح والتي تزن بضع مئات من الأرطال على كتلة الوزن الساكن عدة مرات من حجمها. يعد التأكد من نوع قاع البحر الفعلي قبل اختيار الثقالة هو الخطوة الأكثر أهمية في تجنب الإرساء الذي يتم سحبه أو فشله تحت الحمل.