مطالعات ژئوتکنیک چیست؟
قبل از هرگونه اقدام برای طراحی و ساخت یا مقاوم سازی سازه های عمرانی یا صنعتی و همچنین بدست آوردن اطلاعات کافی اولیه جهت امکان سنجی و برآوردهای اقتصادی جهت ارائه طرح های پیشنهادی در پروژه ها، لازم است مطالعات ژئوتکنیک و زمین شناسی با دقت لازم فراهم آورده شود. انجام مطالعات ژئوتکنیک شامل اطلاعاتی در مورد ویژگی های مهندسی و فیزیکی خاک منطقه مورد نظر می باشد. این اطلاعات توسط مهندسین ژئوتکنیک و به وسیله آزمایش های متعدد در محل یا در آزمایشگاه بدست می آید. مطالعات ژئوتکنیک و مکانیک خاک باید توسط افراد مجرب و متخصص و با همکاری مهندسین ژئوتکنیک و زمین شناسان گردآوری شود.
شرکت مهندسی آساکو با در اختیار داشتن تجهیزات آزمایشگاهی و تجهیزات مربوط به انجام آزمایش های در محل و همچنین متخصصین مجرب در زمینه خاک و زمین شناسی قادر به انجام کلیه آزمایش ها و مطالعات ژئوتکنیک با استانداردهای بالا و مطابق با پیشرفت های روز دنیا می باشد.
هدف از انجام مطالعات ژئوتکنیک
اهداف و نتایجی که از مطالعات ژئوتکنیک بدست می آیدبسیارند اما مهم ترین آنهاعبارتند از:
- شناسایی کامل لایه های زیرزمینی
- تعیین مشخصات فیزیکی و مکانیکی لایه ها
- مشخص نمودن نوع پس ساختمان و نحوه استقرار آن
- عمق مناسب برای پی
- برآورد ظرفیت باربری فونداسیون و تعیین ضریب مربوطه, وزن مخصوص خاک ، زاویه اصطکاک داخلی موثر و مدول الاستیسیته
- دسته بندی نوع زمین براساس آیین نامه 2800 ایران.
- مناسب ترین نوع سیمان و تست بتن
- بررسی آب های زیرزمینی منطقه
- مشخص شدن وضعیت لرزه خیزی منطقه
- استخراج اطلاعات دقیق از سنگ بستر
- موقعیت مکانی لرزه های پیشین
- تعیین فاصله گسل های نزدیک به پروژه
- هیدرومتری
- آزمایش دانه بندی خاک ,حدود اتربرگ ، تعیین دانسیته ، رطوبت خاک ، تعیین جنس و نوع خاک منطقه
توسط آزمایشات ژئوتکنیک بدست خواهد آمد.
مشاوره در زمینه انتخاب و طراحی بهترین نوع فونداسیون ، آزمایشات میزان پایداری خاک در برابر حوادث طبیعی مثل زلزله ، برآورد صحیح ظرفیت باربری پی سازه بر مبنای اطلاعات حاصل از آزمایش خاک، محاسبه تنش و فشار جانبی خاک براساس روش های نوین ، تعیین مصالح مناسب و مشاوره در زمینه گودبرداری و ارائه راهکاری بهینه سازی فونداسیون سازه ، تعیین نتایج مربوط به تست های مکانیک خاک و سنگ ، آزمایش های کنترل کیفی خاک و بتن ، مطالعات و اجرای عملیات مقاوم سازی و کنترل جوش از دیگر نتایج بررسی های ژئوتکنیک است.
هزینه مطالعات ژئوتکنیک
در مباحث مهندسی پی و خاک، مطالعات ژئوتکنیک از ضروریات طراحی ایمن و اقتصادی است. هزینه این عملیات بسته به نوع پروژه حدود 1-0.5 درصد از هزینه کل پروژه را در بر می گیرد.
دلیل اهمیت مطالعات ژئوتکنیک
طراحی دقیق و مناسب سازه های عمرانی و صنعتی واقع شده بر روی زمین یا مدفون در آن، نیازمند شناخت دقیق و کافی از شرایط زیرسطحی خاک و تراز آب زمینی در محل سازه ها می باشد. همانطور که گفته شد هزینه لازم برای انجام این مطالعات تنها بخش جزئی از کل پروژه را شامل می شود و حذف آن باعث به وجود آمدن هزینه های به مراتب بیشتری می گردد. زیرا در صورت برخورد با موارد پیش بینی نشده لازم است طراحی های انجام شده بازنگری و مجدداً طرح های جدیدی جایگزین شوند. همچنین در موارد زیادی عدم توجه به مطالعات ژئوتکنیک و زمین شناسی باعث ریزش در حین گودبرداری ها و یا در حین اجرای سازه ها شده که خسارات مالی و جانی جبران ناپذیری را در پی داشته است. تمام این موارد باعث ضروری انگاشتن این مطالعات قبل از هرگونه اقدام برای اجرای پروژه ها، می باشد.
موارد لازم در مطالعات ژئوتکنیک
جهت انجام شناسایی های زیرزمینی خاک، موارد زیر لازم می باشند:
- قابل شناسایی بودن وسعت، عمق و ضخامت هر لایه تا محدوده عمق درگیر برای اجرای سازه و بارگذاری ناشی از آن.
- تعیین عمق و مشخصات سنگ بستر مانند سنگ شناسی، فواصل درزه ها، وجود گسل و حالت هوازدگی و نواحی خرد شده.
- خواص مهندسی سنگ و خاک های موجود در محل شامل مقاومت برشی، نفوذ پذیری و تراکم پذیری.
- موقعیت آب زیرزمینی و تغییرات آن و همچنین وجود و تعیین مقدار فشارهای آرتزین.
اطلاعات به دست آمده از مطالعات ژئوتکنیک
با توجه به تحلیل اطلاعات به دست آمده از انجام آزمایش های مربوطه در هر پروژه موارد زیر باید به طور روشن قابل ارزیابی باشد:
- تعیین نوع مقاوم سازی خاک
- تعیین تراز آب زیرزمینی در محل احداث پروژه در فصول مختلف
- به دست آوردن ظرفیت باربری مجاز پی های سطحی و عمیق
- برآورد نشست هایی که در فونداسیون ها ایجاد خواهد شد
- تعیین نوع پی و برآورد ابعاد آن
- شناسایی مسائل مربوط به سازه های مجاور و رفع آن ها با روش های مناسب
- شناسایی مسائل زیست محیطی محل و راه حل آن ها
مراحل مربوط به مطالعات ژئوتکنیک
شناسایی های مربوط به مطالعات ژئوتکنیک به ترتیب، به صورت زیر انجام می شوند:
روش های انجام مطالعات ژئوتکنیک
عملیات شناسایی شامل روش های مستقیم و غیر مسقیم می باشد. در روش های مستقیم از حفاری، گمانه زنی و چاله های آزمایش و در روش غیر مستقیم از عکس های هوایی و ماهواره ای جهت شناخت منطقه استفاده می شود.
انجام حفاری و گمانه زنی
گمانه های شناسایی را می توان به هر دو روش دستی و ماشینی انجام داد، اما استفاده از روش های ماشینی متداول تر است.
- حفاری دستی
روش اولیه حفاری برای حفر گمانه های شناسایی، استفاده از بیل و کلنگ بوده است. اما به لحاظ مسائل اقتصادی و صرفه جویی در زمان، امروزه حفاری با استفاده از تجهیزات قوی و ماشین آلات انجام می شود و سپس با استفاده از تجهیزات دستی، نمونه گیری برای انجام تست های در محل و آزمایشگاهی انجام می شود.
- حفاری با مته های برقی
به منظور حفر چندین گمانه در اعماق نسبتا زیاد و بدست آوردن نمونه های دست نخورده، تنها روش عملی استفاده از تجهیزات برقی است. روش های حفاری به وسیله مته های برقی به صورت زیر می باشد:
- حفاری شست و شویی (حفاری به کمک آب)
- حفاری دورانی
- حفاری توسط مته های حلزونی با پره پیوسته
- حفاری ضربه ای
تست های آزمایشگاهی
تعیین برخی از خصوصیات مهندسی خاک به کمک تست های آزمایشگاهی انجام می شود. پس از اتمام نمونه گیری، آزمایش های موردنیاز بر روی نمونه ها انجام می شود. مقاومت، فشردگی پذیری و نفوذپذیری خاک از جمله خصوصیات بسیار مهم خاک هستند که با انجام آزمایش بر روی نمونه های دست نخورده انجام می شود. معمولا بدست آوردن نمونه دست نخورده با سختی هایی همراه است. از این رو نمونه دست نخورده به نمونه ای اطلاق می شود که حداقل دست خوردگی را دارد. سایر خصوصیات خاک نیز به کمک آزمایش های اولیه قابل تعیین است.
شرکت مهندسی آساکو با در اختیار داشتن تجهیزات به روز و کارشناسان و متخصصین تراز اول کشور یکی از شرکت های پیشرو در انجام پروژه های مطالعات ژئوتکنیک و آزمایشهای در محل و آزمایشگاهی مکانیک خاک می باشد. تست های آزمایشگاهی و صحرایی به شرح زیر می باشد:
تست های آزمایشگاهی شرکت مهندسی آساکو
- آزمایش های اولیه (دانه بندی، حدود اتربرگ، درصد رطوبت، تراکم، وزن مخصوص)
- آزمایش تحکیم
- آزمایش نفوذپذیری
- آزمایش فشاری سه محوره
- آزمایش برش مستقیم
- آزمایش فشاری تک محوره
- آزمایش های شیمیایی
- آزمایش بار نقطه ای
تست های صحرایی
به کمک انجام آزمون های آزمایشگاهی مکانیک خاک، بخشی از عملیات شناسایی خاک انجام می شود. معمولا بنا به دلایل زیر، تنها به نتایج این آزمون ها نمی توان اکتفا کرد:
- گرفتن نمونه های کاملا دست نخورده با کیفیت خوب برای انجام آزمون های آزمایشگاهی دشوار است.
- نمی توان نتایج آزمون های آزمایشگاهی را به کل توده خاک در محل تعمیم داد.
- در ابزارهای آزمایشگاهی محدودیت هایی وجود دارد که فراهم کردن شرایطی شبیه شرایط واقعی خاک در محل دشوار و در برخی موارد غیرممکن است.
باتوجه به موارد فوق امروزه آزمون های صحرایی جایگاه ویژه ای در مسائل ژئوتکنیکی پیدا نموده است و اکثر فعالیت های ژئوتکنیکی براساس نتایج این آزمون ها انجام می شود.
متداول ترین آزمون های صحرایی شامل آزمایش نفوذ استاندارد (SPT)، نفوذ مخروط (CPT) و برش پره (VST) می باشد. آزمایش هایی هم چون انبساط سنج (DMT)، فشارسنج (PMT)، برش گمانه ای و بارگذاری صفحه (PLT) نیز از دیگر آزمون های درمحل هستند.
آزمایش های محلی شرکت مهندسی اساکو
- آزمایش نفوذ استاندارد
- آزمایش برش مستقیم درجا
- آزمایش برش پره
- آزمایش فشارسنج
- آزمایش بارگذاری صفحه
- آزمایش های ژئوفیزیک
