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.

مطالعات ژئوتکنیک

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.

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:

مراحل انجام مطالعات ژئوتکنیک

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

انجام حفاری های شناسایی ماشینی و دستی

نمونه گیری دست خورده و دست نخورده از گمانه های حفرشده به روش دستی و ماشینی

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

انجام و تفسیر آزمون های آزمایشگاهی آساکو

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.

انواع آزمایش های صحرایی

آزمایش های محلی شرکت مهندسی اساکو

  • آزمایش نفوذ استاندارد
  • آزمایش برش مستقیم درجا
  • آزمایش برش پره
  • آزمایش فشارسنج
  • آزمایش بارگذاری صفحه
  • آزمایش های ژئوفیزیک

انجام و تفسیر آزمایش های محلی آساکو