1. خانه
  2. ساختمان
  3. خدمات ساختمان سازی
  4. انجام آزمایش خاک در آزمایشگاه خاک برای احداث ساختمان

انجام آزمایش خاک در آزمایشگاه خاک برای احداث ساختمان

آزمایش-خاک-برای-احداث-ساختمان

آزمایش خاک ساختمان چیست ؟

قبل از پیاده کردن نقشه ی گود برداری می بایست نوع خاک زمینی که قرار است. ساختمان در آن ساخته شود ، شناخته شود؛ تا موجب اتلاف موجب هزینه و وقت نشود. در شهر تهران آزمایش مکانیک خاک ساختمان برای ساختمان های دارای بیش از شش سقف در آزمایشگاه خاک اجباری است. شما موظف هستید قبل از طراحی نقشه سازه ساختمان و اخذ پروانه ساختمان ، آزمایش خاک را در آزمایشگاه مکانیک خاک انجام دهید. انجام این آزمایش نقش به سزایی در طراحی ، ایمنی گود و استحکام بنای ساختمان خواهد داشت. پیرامون قیمت آزمایش خاک نیز در ادامه توضیحاتی ارائه می دهیم.

پیرامون مراحل اخذ جواز ساخت ساختمان بیشتر بدانید >

بطور کلی آزمایش مکانیک خاک ساختمان عبارتست از ؛

  • بررسی وضعیت خاک موجود در محل پروژه
  • آزمایش دانه بندی خاک و تشخیص تیپ خاک موجود در محل پروژه
  • آزمایش مقاومت برشی ، میزان تحمل بار ، چگالی و حد نفوذپذیری خاک و آزمایشات دیگری که به نیازمندی های طراحی پروژه بستگی دارد.

آزمایشگاه خاک یا آزمایشگاه مکانیک خاک چیست ؟

آزمایشگاه خاک محلی است که دارای تجهیزات لازم جهت انجام آزمایش تعیین درصد رطوبت خاک (Water Content Determination) ، آزمایش تعیین حد روانی (Liquid limit) ، آزمایش تعیین حد خمیری (Plastic Limit) ، آزمایش تعیین حد انقباض (Shrinkage Limit) ، آزمایش هم ارز ماسه (Sand Equivalent – SE) ، آزمایش تعیین دانه بندی خاک (Particle size Analysis – mechanical Method) ، آزمایش هیدرومتری (Hydrometer Analysis) ، آزمایش تراکم (Compaction) ، آزمایش مخروط ماسه در محل جهت تعیین وزن واحد حجم خشک خاک ، آزمایش نفوذپذیری (Coefficient of Permeability) ، آزمایش با بار ثابت (Constant-Head Method) ، آزمایش با بار افتان (Falling-Head Method) ، آزمایش تحکیم (Consolidation) ، آزمایش تک محوری محصور نشده (Unconfined Compression) ، آزمایش سه محوری (Triaxial) ، آزمایش برش مستقیم (Direct shear) ، آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا (California Bearing Ratio) و موارد دیگر آزمایش مکانیک خاک ها در آن انجام می شود. در خصوص قیمت آزمایش خاک های ذکر شده در انتهای این مقاله برایتان توضیحاتی ارائه نموده ایم.

آزمایش-خاک
آزمایش-خاک

در ادامه بصورت کامل این مراحل را برایتان شرح داده ایم و با استناد به مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان و آیین نامه های بین المللی ASTM ، آشتو و … مطالب را به صورت جامع توضیح داده ایم ، پس در ادامه با ما همراه باشید.

به منظور انجام شناسایی ژئوتکنیکی زمین مورد نظر لازم است موارد ذیل رعایت گردد ؛

طبقه بندی نوع خاک بر مبنای مشاهدات و آزمایش های مورد نیاز و متناسب با مصالح به دست آمده از حفاری گمانه یا چاهک یا هر شناسایی اکتشافی زیر سطحی در نقاط مناسب انجام شود.

آزمایشات لازم به منظور ارزیابی مقاومت برشی خاک میزان باربری خاک اثر تغییر رطوبت بر باربری ، خاک تراکم پذیری و تورم زایی ، خاک روانگرایی و سایر موارد متناسب با نوع و مکان پروژه باید انجام شود.

وسعت شناسایی زمین از قبیل تعداد و نوع ، حفاری تجهیزات مورد استفاده برای حفاری و نمونه برداری تجهیزات تحقیقات محلی و برنامه آزمایش های آزمایشگاهی باید توسط طراح صاحب صلاحیت تعیین شود.

اقدامات زیر برای تعیین فاصله گمانه ها یا چاهک های شناسایی بکار میرود.

آزمایش-مکانیک-خاک
آزمایش-مکانیک-خاک
چنانچه گمانه زنی به منظور شناخت یک زمین جدید و بسیار بزرگ برای ساختمان سازی گسترده انجام شود (مثل شهرهای جدید) :
  1. الف) اگر لایه بندی زمین به صورت نسبی یکنواخت ، باشد. فاصله ۵۰ تا ۲۰۰ متر بین گمانه ها قابل قبول می باشد. انتخاب دقیق با توجه به اهمیت ساختمان و شرایط ژئوتکنیکی تعیین شود.
  2. ب) اگر لایه بندی پیچیده باشد مثل مجاور گسل ها نزدیک رودخانه ها و کوه ها زمین های بسیار ناهموار و دره ها فاصله حداکثر ۳۰ متر بین گمانه ها قابل قبول می باشد.
  3. پ) اگر اطلاعات ژئوتکنیکی از ساختگاههای مجاور یا سازندهای زمین شناسی مشابه با زمین مورد نظر وجود دارد، فاصله بین گمانه ها می تواند بیشتر از مقادیر مندرج در بندهای بخش الف و ب بالا و حداکثر تا دو برابر فواصل فوق باشد.
  4. ت) اگر ساختمان با شرایط متفاوت سازه ای و یا با اهمیت بیشتر از دیگر ساختمانها در مجموعه مورد نظر باشد. باید شناسایی خاص آن ساختمان انجام شود. ضوابط تعیین فاصله گمانه ها برای ساختمان های منفرد در ادامه آمده است.

چنانچه گمانه زنی برای آزمایش خاک به منظور ساخت یک ساختمان منفرد انجام میشود :

  • الف) فاصله گمانه ها باید در حدود ۱۵ الی ۶۰ متر باشد.
  • ب) استفاده از جدول زیر با توجه به اهمیت ساختمان ها مبنا قرار گیرد.
جدول حداقل تعداد گمانه :
حداقل-تعداد-گمانه-آزمایش-خاک-ساختمان
حداقل-تعداد-گمانه-آزمایش-خاک-ساختمان

برای سطح اشغال بیش از ۱۰۰۰ متر مربع یک گمانه به ازای هر ۱۰۰۰ متر مربع به مقادیر تعداد گمانه اضافه می شود.

  • پ) در استفاده از جدول بالا باید نکات ذیل مد نظر قرار گیرد ؛
  • پ ـ ۱ ) شرایط زیر سطحی اولیه در جدول بر اساس اطلاعات سایتهای مجاور شرایط ژئوتکنیکی سازندهای زمین شناسی مشابه و بازدیدهای محلی انتخاب می.شود لذا لازم است با بررسی نتایج حفر اولین گمانه، تعداد گمانه های مورد نیاز در عمل متناسب با شرایط جدید به دست آمده در صورت نیاز افزایش یابد.
  • پ ۲ ) برای مجتمع های ساختمانی که از تعداد زیادی ساختمان منفرد و نزدیک به یکدیگر تشکیل شده اند بیش از ۱۰ ساختمان برای هر ساختمان حداقل یک گمانه با رعایت حداکثر فاصله های ذکر شده در بندهای بالا بین گمانه ها کافی است اگر فاصله ساختمانهای بیشتر از مقادیر مندرج در بندهای بالا باشد باید آنها را به صورت منفرد در نظر گرفت.
  • پ ۳ ) در صورتیکه ساختمان مورد نظر پس از ایجاد گودبرداری عمیق احداث شود تعدادی گمانه برای گودبرداری نیز باید به تعداد گمانه های بالا اضافه شود.
  • ت ) چنانچه بین فاصله گمانه ها و جدول بالا تناقضی پیش آمد اعداد جدول حاکم می باشد.
آزمایشگاه-خاک
آزمایشگاه-خاک
نکته)
برای گود برداری ها باید لایه های زمین در دیواره هر ضلع گود و در راستای عمود بر دیواره هر ضلع گود مشخص باشد. برای انجام تحلیل های پایداری و تغییر شکل در هر ضلع گود لازم است. نیمرخ ژئوتکنیکی در دیواره هر ضلع گود و امتداد عمود بر آن تعیین گردد. هر چه گود عمیق تر باشد وسعت منطقه ای که باید شناسایی شود (پلان) بیشتر از سطح اشغال ساختمان شود.
 
  • الف ) در گودهای عمیق و شیروانی های بزرگ برای تعیین مقطع ژئوتکنیکی عمود بر هر ضلع حفر حداقل گمانه (بالادست پایین دست و روی شیب در صورت وجود) برای هر ضلع لازم است گمانه هایی که در محل سطح اشغال ساختمان حفر می شود می توانند مشخص کننده مشخصات خاک محل شیب و پایین دست آن باشد. شرایط خاک بالادست در محل سطح اشغال ساختمان همسایه میتواند متفاوت باشد و باید اطلاعات آن کسب شود.
  • ب ) حداقل تعداد گمانه ها به شرح جدول بالا برای شرایطی است که ساختمان بدون گودبرداری احداث می شود در صورت نیاز به گودبرداری باید تعداد گمانه ها به شرح جدول زیر اضافه شود.
جدول حداقل تعداد گمانه اضافی در گودبرداری های آزمایش خاک :
جدول-حداقل-تعداد-گمانه-اضافی-در-گودبرداری-های-آزمایش-خاک
جدول-حداقل-تعداد-گمانه-اضافی-در-گودبرداری-های-آزمایش-خاک

پ ) برای گود با عمق بیش از ۲۰ متر به ازای هر ۱۰ متر عمق اضافی ،گود یک گمانه به تعداد گمانه جدول بالا اضافه می گردد. تا به ۳ گمانه به ازای هر ضلع طبق بند الف بالا برسد.

ت ) گمانه های اضافی مربوط به گودبرداری برای شناخت زمین بالا دست گود ، در صورت کسب مجوز در زمین همسایه حفر شوند.

دیوار نگهبان خاک :

به منظور تحلیل و طراحی دیوارهای نگهبان زیرزمین اطراف ساختمان ها و دیوارهای نگهبان اطراف ساختمان در این استاندارد می توان از روش شبه استاتیکی با انتخاب ضریب زلزله مناسب استفاده کرد. ضریب فشار جانبی لرزه ای خاک وارد بر دیوار نگهبان مجاور سازه ها با توجه به نحوه اتصال و تغییر شکل پذیری سازه ها می بایست به صورت یکی از حالات ذیل تعیین شود ؛

  1. دیوار نگهبان کاملا متصل به سازه و بدون قابلیت جابه جایی
  2. دیوار نگهبان کاملا مجزا از سازه و با قابلیت جابه جایی جهت فعال شدن فشار خاک پشت دیوار
  3. بخشی از دیوار در زیر تراز پایه به صورت متصل به سازه و بخشی از آن مجزا و با قابلیت جابه جایی است. این شرایط معمولاً در زمین های شیبدار و یا ساختمان هایی که وجوه مقابل آن نمی توانند به طور متقابل و متعادل در زیر پایه قرار گیرند پیش میآید در این صورت بخش پایینتر از تراز پایه بر اساس بند ۱ و بخش فوقانی بر اساس بند ۲ طراحی می شوند.

اگر بنا به دلایلی بخش فوقانی که نمی تواند با دیوار متقابل خود در ساختمان فشار متقابل و متعادل را داشته باشد. کاملاً متصل به سازه ساخته شود ، فشار خاک وارده بر این قسمت از دیوار در حالت وقوع زلزله مطابق بند اول محاسبه می شود.

پیرامون ارائه خدمات گودبرداری و سازه نگهبان شرکت ساختمانی اسپرلوس بیشتر بدانید >

نکته مهم :

1- اگر نشست در طراحی پی بر روی زمین مورد نظر تعیین کننده باشد. آنگاه برای آزمایش مکانیک خاک لازم است. که عمق حداقل یک گمانه بیش از عمقی باشد. که افزایش تنش ناشی از بار ساختمان در آن عمق به کمتر از هر یک از دو معیار زیر می رسد.

آزمایشگاه-مکانیک-خاک
آزمایشگاه-مکانیک-خاک
هر عمقی بیشتر شد ملاک می باشد :
  • الف) ۱۰ درصد تنش مؤثر زمین در آن عمق
  • ب) ۱۰ درصد تنش ناشی از ساختمان بر کف پی ( که با توجه به منحنی های حباب تنش عمق برای پی مربعی ۲B تا ۲/۵B و برای پی نواری بین ۳B تا ۴B باید باشد. )

2- در صورتی که ظرفیت باربری زمین و گسیختگی برشی خاک زیر پی تعیین کننده باشد عمق گمانه می بایست با توجه به نظریه های ظرفیت باربری بین B تا 1.5B باشد. B عرض ساختمان یا پی است.

3-

  • الف) ساختمان با پی های منفرد : اگر فاصله لب به لب دو پی مجاور بیشتر از مجموع عرض آن دو پی باشد ، B را عرض یک پی در نظر گرفته و در غیر این صورت عرض کل ساختمان به عنوان B تعیین می شود.
  • ب) ساختمان با پی های نواری : اگر فاصله لب به لب دو پی مجاور بیشتر از ۱/۵ برابر مجموع عرض آنها باشد ، B را عرض یک پی در نظر گرفته و در غیر این صورت عرض کل ساختمان به عنوان B تعیین می شود.
  • ج) ساختمان با پی گسترده : عرض کل پی گسترده به عنوان B تعیین می شود.

4- در هر پروژه حفر حداقل یک چاهک جهت مشاهده بافت خاک ضروری است. در صورتی که عمق چاهک کافی باشد، گمانه می تواند جایگزین حفر گردد.

5- عمق گمانه نبایستی کمتر از ۶ متر از زیر پی باشد ، مگر هنگامی که گمانه قبل از ۶ متر به لایه سخت رسیده باشد.

6- در حفر گمانه در صورتی که به لایه سنگ برخورد شود می بایست حداقل یکی از گمانه ها تا ۳ متر در لایه سنگ نفوذ کند تا وجود بستر سنگی اثبات شود.

آزمایش-خاک-اسپرلوس
آزمایش-خاک-اسپرلوس
7- در صورتی که تمام شرایط ذیل برقرار باشد نیازی به گمانه زنی نمی باشد ؛
  • 1- داده های کافی از محدوده محل مورد نظر و زمینهای با سازند زمین شناسی مشابه در دست باشد.
  • 2- ساختمان مورد نظر از اهمیت کم و یا متوسط برخوردار بوده و حداکثر ۴ طبقه باشد.
  • ۳- مساحت ساختمان مورد نظر کمتر از ۳۰۰ متر مربع باشد.
  • 4- در طراحی و اجرای بنا نیازی به گودبرداری با عمق بیش از ۲ متر نباشد.
  • 5- تعداد ساختمان ها زیاد نباشد.
  • 6- زمین از نوع ۱ و ۲ نباشد.
  • 7- احتمال مواجه شدن با خاک دستی و خاک های مسئله دار ( خاک متورم شونده ، خاک با پتانسیل روانگرایی و خاک های رمنده ) در محل ساخت نداشته وجود باشد.
  • 8- سازه ای در مجاور محل مورد نظر که احتمال خسارت به آن وجود دارد وجود نداشته باشد.
  • 9- محل مورد نظر در منطقه خرد شده گسل اصلی واقع نشده باشد ۱۰ سطح آب زیرزمینی منطقه بالا نباشد.
8- اهمیت ساختمان به نوع کاربری و میزان آسیب رسانی ناشی از خرابی آن بستگی دارد. بر این اساس ساختمان ها به چهار دسته طبقه بندی می شوند :
الف ) ساختمان های با اهمیت خیلی زیاد که ساختمان های گروه ۱ نیز خوانده می شوند. این نوع ساختمانها خود شامل :
  • 1- ساختمان های ضروری
  • 2- ساختمان های خطرزا می باشند.
1- ساختمان های ضروری جهت آزمایش مکانیک خاک :
این ساختمان ها شامل ساختمان هایی هستند که قابل استفاده بودن آنها پس از وقوع زلزله اهمیت خاص دارد و ایجاد وقفه به هر دلیل از بهره برداری آنها باعث افزایش تلفات و خسارات می شود. به عنوان مثال از این دسته ساختمان ها می توان به بیمارستان ها درمانگاه ها مراکز آتش نشانی ، مراکز و تأسیسات آب ، رسانی نیروگاه ها و تأسیسات برق رسانی برج های مراقبت فرودگاهها ، مراکز مخابرات ، تأسیسات نظامی و انتظامی و امثال آن اشاره کرد.
2- ساختمان های خطرزا جهت آزمایش مکانیک خاک :
به ساختمان ها و تأسیساتی اطلاق می شود. که خرابی و آسیب آنها موجب انتشار گسترده مواد سمی و مضر در کوتاه مدت و دراز مدت برای محیط زیست می شوند. در اصل آسیب و خرابی این ساختمان ها تهدیدی جدی برای محیط زیست است. به عنوان مثال از این گروه ساختمان ها می توان به نیروگاه های هسته ای و کارخانه های تولید مواد شیمیایی خاص اشاره نمود.
ب) ساختمان های با اهمیت زیاد که به ساختمان های گروه ۲ نیز معروف می باشند. این دسته از ساختمان ها خود شامل سه زیر گروه می شوند که عبارتند از :
1- ساختمان هایی که آسیب آن موجب تلفات زیاد می شود از جمله ، مسجد مدرسه استادیوم سینما و یا هر فضای سرپوشیده دیگری که محل تجمع بیش از ۳۰۰ نفر باشد.
2- ساختمان هایی که آسیب آن موجب از بین رفتن ثروت ملی می شود. مانند موزه ها کتابخانه ها و یا هر مرکزی که در آن اسناد و مدارک ملی و یا آثار پر ارزش دیگری نگهداری می شود.
3- ساختمان هایی که آسیب آن سبب آلودگی محیط زیست و یا آتش سوزی وسیع می گردد. مانند پالایشگاه ها انبارهای سوخت و مراکز گازرسانی
ج) ساختمان های با اهمیت متوسط که به ساختمان های گروه ۳ نیز معروف می باشند. این گروه از ساختمان ها شامل ساختمان های مسکونی و اداری و تجاری هتل ها پارکینگ های چند طبقه ، انبارها کارگاه ها ساختمان های صنعتی و امثال آن می باشد.
د) ساختمان های با اهمیت کم یا ساختمان های گروه ۴ که خود به دو دسته تقسیم می شوند:
1- ساختمان هایی که در صورت آسیب و خرابی خسارت نسبتا کمی حادث شده و احتمال بروز تلفات جانی و انسانی در آن بسیار کم است مانند انبارهای کشاورزی و سالن های مرغداری و امثال آن
2- ساختمان های موقتی که مدت زمان بهره برداری از آنها از ۲ سال کمتر باشد.
 
 

مجوز های خاص و اقدامات قبل از اجرای آزمایش خاک ساختمان :

قبل از شروع عملیات ساختمانی اقدامات زیر باید توسط سازنده انجام شود :
  • الف) کلیه پروانه ها و مجوزهای لازم به منظور اجرای عملیات ساختمانی تخلیه و انبار کردن مصالح و تجهیزات پارک ماشین آلات ساختمانی در پیاده روها خیابان ها و سایر فضاهای عمومی استفاده از تسهیلات عمومی و همچنین کار در شب از مراجع ذیربط اخذ شود. مسدود و یا محدود نمودن پیاده روها و معابر عمومی با رعایت بند ۱۲-۲-۲-۱ مقررات ملی مبحث دوازده مجاز خواهد بود.
  • ب) طرح تجهیز کارگاه نحوه حفاظت از درختان داخل و مجاور کارگاه و همچنین در اجرای دستورالعمل اجرایی گودبرداریهای ساختمانی مصوب شورای تدوین مقررات ملی ساختمان پلان و عمق گودبرداری و نحوه حفاظت و پایداری دیواره های گود تهیه و به تأیید مرجع رسمی ساختمان رسیده و یک نسخه از آن جهت نظارت در اختیار ناظر قرار گیرد.
  • پ) نقشه های اجرایی بررسی و در صورت مشاهده ،اشکال نظرات پیشنهادی برای اصلاح به طور کتبی به صاحب کار و طراح اعلام شود.
  • ت) برنامه زمانبندی کار ساختار سازمانی اجرای کار شرح وظایف و مسئولیتهای کارکنان کلیدی و مستندات مربوط به تأیید صلاحیت آنها کتباً به اطلاع صاحب کار و مهندس ناظر برسد.
  • ث) بیمه مسئولیت مدنی و شخص ثالث کارگاه و همچنین بیمه اجباری کارگران ساختمانی برقرار گردد.
  • ج) قطع یا جابجایی انشعاب ،آب ،برق، گاز و سایر تأسیسات زیربنایی قبل از تخریب و گودبرداری انجام پذیرد.

پیرامون آموزش مراحل ساخت ساختمان بیشتر بدانید >

سازنده موظف است ؛

کلیه نقشه ها و مشخصات فنی از نظر ایستایی وسایل و سازه های حفاظتی از قبیل راهرو سرپوشیده موقت حصار حفاظتی ، موقت توقفگاه و گذرگاه ، وسایل تجهیزات و ماشین آلات ساختمانی و همچنین شمع ها سپرها پایه های پل ها حفاظ ها و دست اندازها و وسایل و تجهیزاتی از این قبیل را قبل از ساخت ، نصب و به کارگیری به تأیید شخص ذیصلاح دارای پروانه اشتغال به کار مهندسی (در حدود صلاحیت مربوط) برساند و یک نسخه از آن را جهت نظارت در اختیار مهندس ناظر قرار دهد نقشه ها و مشخصات فنی راهرو سرپوشیده و حصار حفاظتی موقت باید به تأیید مرجع رسمی ساختمان نیز برسد.

مبدا پیدایش خاک :

روند تخریبی تشکیل خاک از سنگ ممکن است فیزیکی یا شیمیایی باشد. روند فیزیکی تخریب به صورت فرسایش حاصل از عمل باد، آب و یخچال ها و یا خرد شدن ناشی از تناوب یخ زدن و ذوب یخ آب موجود در حفره ها و ترک های داخل سنگ صورت گیرد. در این حالت ترکیب شیمیایی دانه های خاک به دست آمده همان ترکیب سنگ مادر است. شکل این دانه ها معمولا مکعبی است و ممکن است گوشه دار نیم گرد و یا گرد باشند. بنابر نحوه ی قرار گرفتن دانه ها این ساختمان ممکن است شل ، نیمه متراکم و یا متراکم باشد.

روند شیمیایی به تغییر نوع کانی سنگ مادر در اثر عمل آب ( به ویژه اگر قدری اسیدی یا قلیایی باشد ) ، اکسیژن و گاز کربنیک منتهی می شود. تخریب شیمیایی سنگ ها موجب پیدایش ذرات ریز بلوری با اندازه کلوئیدی ( کوچکتر از ۲ میکرون ) که کانی های رسی نامیده می شوند ، می گردد. اغلب ذرات کانی های رسی صفحه ای شکل هستند. کانی های رسی ممکن است به صورت ذرات سوزنی شکل هم به وجود بیایند. لیکن این نوع ذرات نسبتا نادرند. خاک را می توان با توجه به اندازه دانه ها و نیز رفتارشان در برابر رطوبت به دو صورت طبقه بندی کرد:

1- طبقه بندی بر اساس دانه بندی خاک ها بر اساس دانه بندی آزمایش مکانیک خاک به دو دسته تقسیم میشوند که عبارتند از:
  • الف) درشت دانه شن و ماسه
  • ب) ریزدانه لای و رس
آزمایشگاه-خاک-اسپرلوس
آزمایشگاه-خاک-اسپرلوس
2-طبقه بندی بر اساس رفتار خاک خاکها بر اساس رفتار در برابر رطوبت به دو دسته تقسیم میشوند که عبارتند از:
  • الف) دانه ای شن ماسه و لای
  • ب) چسبنده رس

خاک های دانه ای حاصل از تخریب فیزیکی و خاک های رسی حاصل از تخریب شیمیایی هستند.

انواع خاک از نظر اندازه جهت آزمایش مکانیک خاک :

خاکها را از نظر اندازه می توان به چهار طبقه تقسیم کرد که عبارتند از:

  1. رس که دامنه تغییر قطر آن از صفر تا ۰٫۰۰۲ میلیمتر است ( علامت اختصاری : C )
  2. لای یا سیلت که محدوده ی تغییر قطر آن از ۰٫۰۰۲ تا ۰٫۶ میلیمتر است. ( علامت اختصاری : M )
  3. ماسه که دامنه تغییر قطر آن از ۰٫۶ تا ۲ میلیمتر است. ( علامت اختصاری : S )
  4. شن که دامنه ی تغییر قطر آن بین ۲ تا ۵۰ میلیمتر می باشد. ( علامت اختصاری : G )

سیستم طبقه بندی خاک برای آزمایش خاک :

سیستم طبقه بندی خاک عبارت است از مرتب کردن خاک های مختلف با خواص مشابه به گروه ها و زیرگروه هایی بر حسب کاربردشان سیستم های طبقه بندی یک زبان مشترک برای بیان مشخصات خاک به طور خلاصه به وجود می آورند. اغلب سیستم های طبقه بندی خاک که برای مقاصد مهندسی تدوین یافته اند ، بر پایه ی خواص ساده ای ازخاک نظیر دانه بندی و خواص خمیری قرار دارند.

طبقه بندی خاک ها بر حسب بافت برای آزمایش مکانیک خاک :

در طبقه بندی آزمایش مکانیک خاک ملاک حدود اندازه ذرات خاک می باشد و ابتدا نام گروه اصلی و بعد نام گروه فرعی به صورت صفت ذکر می گردد مثل رس لای دار رس ماسه دار و غیره طبقه بندی USDA از این نوع است.

آزمایشگاه-مکانیک-خاک-اسپرلوس
آزمایشگاه-مکانیک-خاک-اسپرلوس

طبقه بندی خاکها بر حسب استفاده در آزمایش خاک :

اگر چه طبقه بندی بافت خاک نسبتاً ساده ،است لینکن کاملاً متکی بر دانه بندی خاک می باشد. مقدار کانی رسی که ر خاک های ریزدانه ظاهر می شود. تاثیر بسیار عمده ای بر خواص فیزیکی خاک دارد. بنابراین برای تفسیر خواص یک خاک باید به خواص خمیری آن توجه داشت. از آنجایی که طبقه بندی های بافتی خاک توجهی به خواص خمیری خاک ندارند. بنابراین برای اغلب کاربردهای مهندسی کافی نیستند. در حال حاضر استفاده از دو سیستم طبقه بندی پیچیده بین مهندسان خاک معمول است. که هر دو سیستم دانه بندی و حدود اتربرگ را در طبقه بندی منظور می کنند. این دو سیستم عبارتند از ؛ سیستم طبقه بندی آشتو و سیستم طبقه بندی متحد ، سیستم طبقه بندی آشتو، اغلب توسط مهندسان راه و سیستم طبقه بندی متحد اغلب توسط مهندسان ژئوتکنیک مورد استفاده قرار می گیرد.
سیستم طبقه بندی آشتو :
این سیستم در سال ۱۹۲۹ میلادی پایه ریزی شد. متن اولیه بارها مورد تجدیدنظر قرار گرفت و چیزی که در حال حاضر تحت عنوان ASTMD۳۲۸۲ استاندارد شده بر مبنای آخرین تجدیدنظر در سال ۱۹۴۵ قرار دارد در جدول ۱ – ۳ طبقه بندی آشتو که در حال حاضر مورد استفاده قرار میگیرد نشان داده شده .است طبقه این ،سیستم خاک به گروههای اصلی – تا — مصالح دانهای هستند که درصد عبوری آنها از الک نمره ۲۰۰ کمتر از ۳۵ درصد است خاکهایی که درصد عبوریشان از الک نمره ۲۰۰ بیشتر از ۳۵ درصد است در گروههای ۴ ۵ ۶ و ۷ قرار می.گیرند این گروه ها اغلب مصالح لای و رس می باشند. سیستم طبقه بندی بر مبنای معیارهای زیر قرار دارد.
(الف) اندازه دانه ها :
شن : دانه هایی که از الک ۷۵ میلیمتر (۳ اینچ) رد شده و بر روی الک ۲ میلیمتر (۱۰#) باقی می مانند.
ماسه : دانه هایی که از الک ۲ میلیمتر (۱۰#) رد شده و بر روی الک ۰٫۰۷۵ میلیمتر (۲۰۰#) باقی می مانند.
لای و رس : ذراتی که از الک ۰٫۰۷۵ میلیمتر (۲۰۰#) عبور می کنند.
(ب) خاصیت خمیری :
صفت لای دار به خاک هایی اطلاق می شود. که نشانه خمیری ریزدانه های آنها مساوی و یا کوچکتر از ۱۰ است. صفت رس دار به خاک هایی اطلاق می شود. که نشانه خمیری آنها مساوی ۱۱ و یا بزرگتر است. اگر قلوه سنگ ( دانه های بزرگتر از ۷۵ میلیمتر ) در خاک یافت شود ، در هنگام طبقه بندی از نمونه حذف می شوند. درصد آنها ثبت می شود. برای طبقه بندی یک خاک طبق جدول زیر نتایج آزمایشگاهی از چپ به راست اعمال می شوند. با فرآیند حذف اولین گروهی از چپ که نتایج آزمایشگاهی با آن جور است. طبقه صحیح خاک می باشد. در شکل نمودار زیر ، نموداری که بر حسب درصد مایع (روانی) و نشانه خمیری  ، خاک ها را در گروه های ذیل جای می دهد. نشان داده شده است.
جدول طبقه بندی مصالح بستر راه ها طبق طبقه بندی آشتو
طبقه-بندی-مصالح-جهت-آزمایش-مکانیک-خاک
طبقه-بندی-مصالح-جهت-آزمایش-مکانیک-خاک
آزمایش-مکانیک-خاک-طبقه-بندی-آشتو
آزمایش-مکانیک-خاک-طبقه-بندی-آشتو
سیستم طبقه بندی متحد :
این سیستم خاک ها را به دو طبقه ی بزرگ تقسیم می نماید :
  1. خاکهای درشت دانه با طبیعت شنی و یا ماسه ای و درصد عبوری کوچکتر از ۵۰ درصد از الک نمره ۲۰۰ علامت گروههای این طبقه با حرف G یا S شروع می شود. علامت G برای شن یا خاک های شن دارد و علامت S برای ماسه یا خاک های ماسه دار به عنوان حرف اول به کار می روند.
  2.  خاک های ریزدانه با درصد عبوری بزرگتر از ۵۰ درصد از الک نمره .۲۰۰ علامت گروه های این طبقه با حرف M برای لای غیر آلی و یا C برای رس غیر آلی و 0 برای لای های آلی شروع می شود. علامت Pt برای پیت و ماک خاک برگ و یا سایر خاک ها با درجه آلی بالا به کار میرود.
علائمی که به عنوان حرف دوم در طبقه بندی به کار می روند عبارتند از:
  • W = خوب دانه بندی شده
  • P = بد دانه بندی شده
  • L = خاصیت خمیری کم ( حد مایع کوچکتر از۵۰)
  • H = خاصیت خمیری زیاد (حد مایع بزرگتر از۵۰)
  • حروف فوق همیشه به عنوان حرف دوم قرار گرفته و صفت حرف اول می باشند.
جدول سیستم طبقه بندی متحد را به صورت خلاصه نشان می دهد ؛
آزمایش-خاک-سیستم-طبقه-بندی-متحد
آزمایش-خاک-سیستم-طبقه-بندی-متحد
آیین نامه استاندارد ۲۸۰۰ آزمایش خاک :
زمین ساختگاه ها از نظر نوع سنگ و خاک جهت آزمایش مکانیک خاک به شرح جدول ذیل طبقه بندی می شوند ، در این جدول :
Vs = متوسط سرعت موج برشی در لایه های مختلف خاک تا عمق ۳۰ متری از تراز پایه
 در لایه های مختلف خاک تا عمق 30 متری N1(60)  متوسط = N1(60)
= N1(60) تعداد ضربات نفوذ استاندارد ( اصلاح شده برای فشار مؤثر سربار و انرژی )
Cu = متوسط Cu در لایه های مختلف خاک تا عمق ۳۰ متری
Cu = مقاومت برشی زهکشی نشده در خاکهای چسبنده
تعیین طبقه بندی نوع زمین ، در این جدول ، باید براساس مقدار سرعت موج برشی Vs صورت گیرد. لیکن در صورت دسترسی نداشتن به آن میتوان در خاک های دانه ای با اندازه کوچکتر از شن متوسط از تعداد ضربات نفوذ استاندارد N1(60) و در خاک های چسبنده از مقاومت برشی زهکشی نشده Cu استفاده نمود.
جدول طبقه بندی نوع زمین :
آزمایش-مکانیک-خاک-طبقه-بندی-نوع-زمین
آزمایش-مکانیک-خاک-طبقه-بندی-نوع-زمین

حفاری و نمونه برداری خاک جهت انجام آزمایش مکانیک خاک :

بر طبق بند ۷-۲-۴- مقررات ملی مبحث هفتم :
  1. فرآیند حفاری و نمونه برداری و دستگاه های انتخابی باید مطابق استانداردهای ملی یا بین المللی معتبرمصوب باشد.
  2. باید ناظر واجد صلاحیت در طول زمان حفاری گمانه و نمونه گیری در محل پروژه حاضر و بر عملیات نظارت داشته باشد.
  3. باید صلاحیت مجموعه ای که عملیات حفاری گمانه و نمونه برداری و سایر عملیات اجرایی را انجام می دهند به تأیید مراجع ذی ربط رسیده باشد.
  4. روش های حفاری گمانه حفاری گمانه به صورت دستی یا ماشینی و با توجه به بندهای ذیل قابل قبول است.
  • 1- حفاری ضرب های سبک در لای ماسه و سنگ ضعیف قابل قبول است. به شرط حفاری خشک می توان از این روش در خاک چسبنده یا غیر چسبنده حاوی شن استفاده کرد. وقتی که حفاری به منظور تهیه نمونه دست نخورده در خاک چسبنده انجام می شود. نباید از ضربات سنگین استفاده شود.
  • 2- حفاری شستشویی در ماسه و لای و رس و همچنین مخلوط شن و ماسه بدون قلوه سنگ قابل قبول است. تغییر رطوبت خاک زیر گمانه باید در نمونه گیری و آزمون های برجا مورد توجه باشد.
  • 3- حفاری با اوگر با میله تو پر فقط در خاک چسبنده که دیواره گمانه پایدار است قابل قبول می باشد. حفاری با اوگر با میله توخالی در بالای سطح آب قابل قبول است. اخذ نمونه دست نخورده در این روش در زیر سطح آب قابل قبول نیست.
  • 4- حفاری دورانی در تمام خاکها حتی در زیر سطح آب قابل قبول است. ولی برای اخذ نمونه دست نخورده در خاک چسبنده باید سرعت دوران و فشار مته محدود شود.
  • 5- حفاری دورانی با مغزه گیری پیوسته در خاک و سنگ برای توصیف لایه ها قابل قبول است. ولی نمونه خاک اخذ شده از داخل مغزه در این روش نمی تواند به عنوان نمونه دست نخورده قابل قبول باشد.
  • 6- روش های نمونه گیری جابجایی و انبار کردن نمونه ها باید گزارش شود. تا اثر به کارگیری این روش ها به هنگام تفسیر نتایج آزمایش ها مد نظر طراح قرار گیرد.
آزمایش-مکانیک-خاک-اسپرلوس
آزمایش-مکانیک-خاک-اسپرلوس

نکات مهم و کاربردی الزامات ژئوتکنیکی آزمایش خاک :

  • شناسائی نوع زمین جهت آزمایش مکانیک خاک :

به منظور طراحی هر سازه ای که بر روی زمین (خاک) واقع می شود ، می بایست شناخت کافی از شرایط زیر سطحی و خصوصیات لایه های زمین زیر آن کسب نمود. این شناخت می تواند با استفاده از روش های ذیل به دست یابد ؛
  1. مطالعه نقشه های زمین شناسی منطقه
  2. کسب اطلاعات فنی و پی سازی از وضعیت سازه های موجود
  3. کسب اطلاعات ژئوتکنیکی از برش های موجود در لایه های خاک ، چاه ها ، خاک برداری ها و ترانشه های موجود
  4. اخذ گزارش مطالعات ژئوتکنیکی مرتبط با دو ساختمان در طرفین زمین مورد نظر که با فاصله کمی از آن قرار گرفته اند.
  5. انجام مطالعات ژئوتکنیکی خاص در زمین مورد نظر، متناسب با اهمیت ساختمان و ارتفاع آن به هر حال کسب حداقل شناخت از لایه های زمین ضروری است. اما درجه شناخت مورد ، نیاز متناسب با اهمیت ساختمان و شرایط ژئوتکنیکی محل تعیین می شود.
برای ساختمان های با اهمیت کم و آن دسته از ساختمان های با اهمیت متوسط که تا ۴ سقف و یا حداکثر ۱۲ متر از روی شالوده ارتفاع دارند ، در صورتی که سطح اشغال آنها از ۳۰۰ متر مربع بیشتر نباشد ؛
با مطالعه نقشه های زمین شناسی در صورت وجود و بررسی نحوه ساخت ساختمان های همجوار و گزارش ژئوتکنیکی آنها ، بررسی مقاطع موجود ( مانند گودبرداری ها یا برش موجود در پل های نزدیک ساختمان مذکور) می توان در مورد لایه های خاک توسط یک متخصص با تجربه اظهار نظر نمود. بدیهی است در این مورد در صورتی که شواهدی از وجود نوع زمین غیر از زمین های نوع III ، II ، I و IV در محل وجود داشته باشد. انجام مطالعات ژئوتکنیکی الزامی است.
برای سایر ساختمان های با اهمیت متوسط ( بیش از ۴ سقف ، یا ارتفاع از روی شالوده بیش از ۱۲ متر و یا سطح اشغال بیش از ۳۰۰ متر مربع ) ؛
همچنین ساختمان های با اهمیت زیاد و بسیار زیاد انجام مطالعات ژئوتکنیکی در محل مورد نظر ضروری است. در هر حالت در صورتی که ساختمان مورد نظر ( با هر درجه اهمیت و هر تعداد سقف ) به صورت انبوه سازی یا شهرک سازی باشد. لازم است مطالعات ژئوتکنیکی در محل مورد نظر انجام شود. در صورتی که در مراحل ساخت ساختمان نیاز به گودبرداری ، ایجاد دیوار حایل و یا شیب تند باشد و یا مشخصات ژئوتکنیکی لایه زیر سطحی منجر به نشست زیاد ، لغزش ، سنگ ریزش یا روانگرایی گردد. همچنین چنانچه خاک خاصیت فرو ریزشی و یا تورم داشته باشد. و یا سطح آب زیرزمینی بالا باشد. لازم است مطالعات ژئوتکنیکی در محل مورد نظر صورت بگیرد.
مطالعات ژئوتکنیکی شامل حفاری ماشینی یا دستی نمونه گیری دست خورده و دست نخورده، آزمایش مکانیک خاک درجا نظیر آزمایش نفوذ استاندارد و دانسیته برجا آزمایش های فیزیکی و مکانیکی بر روی خاک به دست آمده در آزمایشگاه مکانیک خاک و تجزیه و تحلیل نتایج و نتیجه گیری در مورد وضعیت ژئوتکنیکی زمین مورد نظر می باشد. بدیهی است کلیه عملیات فوق می بایست بر اساس استانداردهای موجود و با دقت کافی انجام گیرد. و در مورد بعضی نتایج مانند نفوذ استاندارد تصحیحات لازم اعمال شود.
برای زمین هایی که مطالعات ژئوتکنیکی ( شامل نفوذ استاندارد نمونه گیری و آزمایش های آزمایشگاه خاک ) کافی تشخیص داده نشود. لازم است علاوه بر مطالعات ژئوتکنیکی مطالعات ژئوفیزیکی نیز به منظور تعیین سرعت موج برشی در لایه های مختلف خاک انجام پذیرد.
  • ناپایداری زمین ناشی از زلزله :

ناپایداری زمین ناشی از زلزله می تواند شامل روانگرایی ، گسترش جانبی ، زمین لغزش ، فرونشست و گسلش ، باشد که ذیلاً به آنها خواهیم پرداخت.
روانگرایی :
کاهش مقاومت و یا سختی برشی خاک به دلیل افزایش فشار آب منفذی ناشی از زلزله در خاکهای ماسهای اشباع که موجب ایجاد تغییر شکلهای دائمی مهم یا ایجاد شرایطی نزدیک به تنش مؤثر صفر در خاک می شود به عنوان روانگرایی شناخته می شود. زمین هایی که حداقل دارای یکی از شرایط ذیل باشند. مستعد روانگرایی بوده و لازم است. بر روی آن مطالعات خاص انجام داد :
  1. سابقه روانگرایی در آنها وجود داشته باشد.
  2. زمین هایی که از نوع خاک ماسه ای با تراکم کم ، اعم از تمیز ، یا رس دار با مقدار رس کمتر از ۲۰ درصد یا دارای لای و یا شن بوده و تراز سطح آب زیرزمینی در آنها نسبت به سطح زمین کمتر از حدود ۱۰ متر باشد.
  3. منحنی دانه بندی خاک داخل محدوده مستعد روانگرایی باشد. در صورتی که لایه خاک مورد نظر حداقل دارای یکی از ویژگی های معرفی شده در ذیل باشد، می توان از بررسی وقوع روانگرایی صرف نظر نمود :
  • 1-ماسه محتوی بیش از ۲۰ درصد رس با PI>20
  • 2-ماسه محتوی بیش از ۳۵ درصد لای و به طور همزمان N1(160)>20
  • 3-ماسه تمیز با N1(160) > ۳۰
در ضمن اگر خاک ماسه ای و اشباع در عمقی بیش از ۲۰ متر از سطح زمین قرار دارد. تنها برای ساختمان های با شالوده سطحی می توان از ارزیابی استعداد روانگرایی صرف نظر نمود.
آزمایش-خاک-برای-احداث-ساختمان
آزمایش-خاک-برای-احداث-ساختمان
ارزیابی استعداد روانگرایی :
برای ارزیابی استعداد روانگرایی می بایست مقادیر نسبت تنش برشی تناوبی ناشی از زلزله (CSR) و نسبت مقاومت برشی تناوبی خاک موجود (CRR) را محاسبه و مقایسه نمود. این مقایسه می بایست با تعیین ضریب اطمینان در روانگرایی (FI) به دست آید.
ارزیابی-استعداد-روانگرای-آزمایشگاه-خاک
ارزیابی-استعداد-روانگرای-آزمایشگاه-خاک

نسبت برش تناوبی (CSR) ناشی از زلزله در لایه های خاک طبق روابط موجود در آیین نامه های ملی و در صورت موجود نبودن از آیین نامه های معتبر شناخته شده به دست می آید. نسبت مقاومت برشی تناوبی خاک (CRR) بر حسب نظر طراح و شرایط پروژه با استفاده از آزمایش خاک در آزمایشگاه مکانیک خاک و آزمایش های نفوذ ، استاندارد نفوذ مخروطی ، سرعت موج برشی و بر اساس ضوابط آیین نامه های ملی یا بین المللی معتبر محاسبه می شود.

در صورتی که ضریب اطمینان به دست آمده از یک کمتر باشد. خاک مستعد روانگرایی است. و اثر آن ممکن است باعث ناپایداری پی و سازه متکی بر آن گردد. به این دلیل می بایست ایمنی مناسب پی توسط روش مناسب بهسازی زمین یا انتقال بار توسط پی های عمیق به زیر لایه روانگرا تأمین شود. اگر Fl بین ۱ و ۱/۲۵ باشد. می بایست نشست ناشی از زلزله در زمین را محاسبه و در طراحی به کار برده شود.
گسترش جانبی :
در زمین هایی که مستعد روانگرایی هستند. و دارای شیب ملایم بوده و یا دارای یک وجه آزاد نظیر زمین های منتهی به کانال های زهکش نهرها و رودخانه ها و یا ساحل دریا باشند. احتمال وقوع گسترش جانبی وجود دارد. گسترش جانبی می تواند باعث جابه جایی بزرگ در زمین شود. جهت ارزیابی استعداد و مقدار جابه جایی ناشی از گسترش جانبی می توان حداقل از یکی از سه رویکرد تحلیلی ، تجربی و یا عددی استفاده کرد.
طراحی لرزه ای پی برای مقاومت در مقابل گسترش جانبی می بایست به گونه ای صورت گیرد. که جابه جایی افقی در بالای پی و یا تنش های ناشی از آن از مقادیر مجاز مربوط به هر سازه بیشتر نشود. علاوه بر طراحی مقاوم پی ساختمان می بایست طراحی پی به نحوی باشد. که ساختمان از نظر کلی نیز ایمن باشد.
بدین منظور طراحی لرزه ای سازه و پی مربوط می بایست در سه حالت زیر انجام شود. و نتایجی که بزرگترین اثر را مشخص می کند ، در طراحی پی و سازه اعمال گردد ؛
  1. حالتی که فرض می شود گسترش جانبی اتفاق خواهد افتاد.
  2. حالتی که فرض می شود تنها روانگرایی اتفاق خواهد افتاد.
  3. حالتی که فرض می شود هیچ کدام از روانگرایی و گسترش جانبی اتفاق نخواهد افتاد.
در این صورت بایستی در طراحی یا از طیف طراحی برای خاک نوع IV و یا از طیف حاصل از مطالعات ویژه ساختگاهی بدون در نظر گرفتن وقوع روانگرایی استفاده کرد. در حالتی که اثر گسترش جانبی در طراحی پی های سطحی و عمیق در نظر گرفته می شود. به منظور مطالعه عملکرد لرزه ای پی اثر آن می بایست به صورت یک فشار افقی مد نظر قرار گیرد. بدیهی است که در این حالت نیازی به اضافه کردن نیروی اینرسی دینامیکی افقی ناشی از وزن سازه به نیروهای افقی ناشی از گسترش جانبی برای طراحی بخش های زیرزمینی سازه نیست.
روش کاهش خطرهای ناشی از روانگرایی و گسترش :
به منظور کاهش خطرهای ناشی از روانگرایی و گسترش جانبی می توان سه راهکار را مد نظر قرار داد که عبارتند از:
  1. تمهیدات ژئوتکنیکی
  2. تمهیدات سازهای
  3. تغییر محل ساختگاه
تمهیدات سازه ای :
مؤثرترین تمهید سازه ای به منظور کاهش خرابی ناشی از روانگرایی یا گسترش جانبی استفاده از پی عمیق است. در طراحی پی های عمیق جهت جلوگیری از خسارات ناشی از روانگرایی می بایست در نظر داشت که طولی از شمع که در خاک روانگرا قرار می گیرد. فاقد مقاومت اصطکاکی است. و در صورتی که نوک شمع نیز در خاک روانگرا قرار گیرد. فاقد ظرفیت باربری نوک خواهد بود. اگر خاک محل در معرض روانگرایی بوده و پتانسیل گسترش جانبی نیز داشته باشد. در طراحی پی عمیق می بایست نیروهای جانبی ناشی از گسترش جانبی وارد بر پی را نیز مد نظر قرار داد.
استفاده از پی های گسترده می تواند از فروپاشی سازه متکی بر آن و وقوع تلفات جانی جلوگیری کند. اما ممکن است موجب کج شدگی یا واژگونی سازه شود. و خسارات قابل توجهی به سازه وارد نماید. در مکانهای دارای پتانسیل روانگرایی و گسترش جانبی استفاده از پی های تکی یا باسکولی کلاف های لنگر بر به هیچ وجه توصیه نمی گردد.
تمهیدات ژئوتکنیکی :
به طور کلی روش های کاهش مخاطرات روانگرایی برای ساختگاه های دارای پتانسیل گسترش جانبی نیز قابل استفاده می باشد. تمهیدات ژئوتکنیکی به منظور جلوگیری از روانگرایی خاک های ناپایدار می تواند شامل خاکبرداری و جایگزین نمودن خاک و یا تحکیم خاک در محل به کمک تراکم دینامیکی ، وایبراتورها ، شمع کوبی ، تزریق تحکیمی ، تسلیح خاک ، تزریق شیمیایی و نصب زهکش شود. پیش از استفاده از هر یک از روش های پایدارسازی خاک برنامه ریزی و طراحی دقیقی مورد نیاز است.
در مورد گسترش جانبی در صورت امکان می توان خارج از محدوده اجرای سازه از روش های مناسب فوق مانند تراکم یا کوبیدن شمع های فداشونده بهره برد. تا مانع گسترش جانبی توده لغزنده خاک روانگرا و رسیدن آن به محدوده سازه مورد نظر شود.
تغییر محل ساختگاه :
اگر از نظر فنی و اقتصادی بتوان محل ساختگاه را تغییر داد می توان از این راه ( تغییر محل ساختگاه ) به منظور پرهیز از خطرهای ناشی از روانگرایی و گسترش جانبی بهره گرفت.
زمین لغزش :
ارزیابی زمین لغزش می بایست بر اساس برآورد میزان و خطر آن زمین لغزش با استفاده از مطالعات ژئوتکنیکی و شناسایی نوع زمین لغزش احتمالی صورت پذیرد. به منظور احداث ساختمان در بالا پایین یا روی شیب می بایست هر گونه خاکبرداری و یا خاکریزی بر روی آن همراه با تحلیل و بررسی پایداری شیب در شرایط زلزله باشد. در صورت نیاز با استفاده از مطالعات ویژه ( شامل بررسی های زمین شناسی ، مهندسی ژئوفیزیکی ، حفر گمانه با تعداد و عمق مناسب ، آزمایش های صحرایی و آزمایشگاه مکانیک خاک و تحلیل پایداری شیب ) می توان پایداری شیب و جلوگیری از وقوع زمین لغزش را تأمین نمود.
جهت انتخاب ساختگاه در مناطق شیب دار می بایست به شرایط نامطلوب زیر در خصوص پایداری شیب ها توجه ویژه ای مبذول داشت :
  1. ریخت شناسی مناطق لغزشی یا مستعد لغزش شامل توپوگرافی سطحی ناهموار، شیب های ناپایدار و مناطقی که در اطراف آن تغییرات شیب قابل توجه وجود دارد.
  2. وجود قله ها و خط الرأس ها لبه های پرتگاه و کناره های رودخانه و سواحل در معرض فرسایش و خاکریزهای متراکم نشده .
  3. وجود لایه های ضعیف در پنجه شیب ها
  4. افزایش شیب واقع در مناطق دارای رطوبت و بارندگی زیاد
  5. وجود دامنه های سنگی با ناپیوستگی های ممتد و نامطلوبی که شیبی کمتر از شیب دامنه دارند.
ارزیابی پایداری شیب ها به منظور بررسی استعداد زمین لغزش :
اگر توپوگرافی سطحی و لایه بندی خاک ، نامنظمی شدید نداشته باشد. آنگاه پاسخ زمین های شیبدار به زلزله می تواند با بهره گیری از تحلیل شبه استاتیکی ساده شده محاسبه شود. در غیراین صورت می بایست از روشهای تحلیل دینامیکی مانند المان محدود یا مدل بلوک صلب لغزنده و دیگر روشها استفاده نمود.
در آنالیز شبه استاتیکی ، نیروهای اینرسی لرزه ای طرح که به توده خاک اثر می کند می بایست محاسبه شوند.sFH = KhW
که در آن FH نیروی افقی ناشی از زلزله Ws وزن توده لغزشی و Kh ضریب مؤلفه افقی زلزله است که از رابطه ذیل تعیین می شود: Kh=0.5A
که در آن A نسبت شتاب مبنای طرح است که از جدول ذیل تعیین می شود.
جدول نسبت شتاب مبنای طرح در مناطق با لرزه خیزی مختلف :
شتاب-مبنای-طرح-در-مناطق-لرزه-خیز-آزمایش-مکانیک-خاک
شتاب-مبنای-طرح-در-مناطق-لرزه-خیز-آزمایش-مکانیک-خاک
نکته )
اثر مؤلفه قائم جز در شرایط خاص (مانند میدان نزدیک) در نظر گرفته نمی شود.
در تحلیل شبه استاتیکی پارامترهای مقاومت برشی خاک در صورت نیاز می بایست با توجه به کاهش چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی در کرنش های بزرگ و یا افزایش فشار آب حفرهای ناشی از زلزله انتخاب شود. استفاده از پارامترهای مقاومتی کرنش بزرگ خاک برای ساختگاه هایی که در قبل دچار لغزش شده و احتمال فعالیت مجدد آنها توسط زلزله وجود دارد. ضروری می باشد.
تحلیل شبه استاتیکی می بایست برای بحرانی ترین سطح لغزش انجام شود. طراح می بایست با در نظر گرفتن و با توجه به دقت روش تحلیل و طراحی تعداد و کیفیت نوع آزمایش های ژئوتکنیکی و دقت در شناخت لایه های زمین و دقت در انتخاب ضریب زلزله مؤثر ضریب اطمینان مناسب را انتخاب نماید. در صورتی که نتایج تحلیل پایداری شیب نشان دهنده ناپایداری باشد لازم است. از روشهای مناسب و متداول پایدارسازی شیب ها استفاده گردد.
الزام-آزمایش-خاک-برای-جلوگیری-از-صدمات-احتمالی
الزام-آزمایش-خاک-برای-جلوگیری-از-صدمات-احتمالی
فرونشست :
اگر ساختگاه مورد نظر بر روی گشودگی های زیرزمینی بزرگ نظیر غارهای کارستیک مغازهای نیروگاه ها و ایستگاه های مترو، معادن و تونل هایی با دهانه بزرگ قرار داشته باشد. احتمال فرو ریزش سقف این فضاهای زیرزمینی بر اثر زلزله وجود دارد و موجب فرو نشست زمین و آسیب رساندن به سازه می شود. در صورت وجود چنین بازشدگی های زیرزمینی در زیر سازه می بایست مطالعات خاص برای اطمینان از ایمنی سازه انجام شود. و در صورت لزوم تمهیدات لازم به منظور جلوگیری از آسیب دیدن سازه ناشی از فرو نشست زمین در نظر گرفته شود.
حفرات زیر سطحی که امکان ناپایداری آنها در اثر زلزله وجود دارد می توانند با یکی از موارد ذیل مرتبط باشند:
قناتها
  1. حفرات و فضاهای زیر زمینی شامل ایستگاه های مترو تونل های کم عمق معادن زیرزمینی چاه ها و کوره های فاضلاب و نظایر آنها
  2. حفرات و غارهای زیر زمینی طبیعی
  3. حفرات به وجود آمده ناشی از آب شکستگی دانه های خاک بر اثر ترکیدگی لوله های آب ، نفوذ آب های سطحی و نظایر آن.
شناسائی حفرات زیر سطحی :
برای شناسایی حفرات زیر سطحی می توان از روش های شناسایی مختلف از جمله حفر گمانه و یا روش های ژئوفیزیکی استفاده نمود. شناسایی قنات های فعال و تونل های تأسیسات شهری می بایست بر اساس مدارک موجود صورت گیرد. تعیین نوع خاک و عمق قرار گیری و قطر حفره زیرزمینی به منظور بررسی پایداری آن الزامی است.
گسلش :
جابه جایی ناشی از گسلش در سطح زمین می تواند موجب آسیب به سازه ها شود. در پهنه های گسلی به ویژه گسل های اصلی ، اجتناب ساخت ساختمان به ویژه ساختمان های با اهمیت بسیار زیاد اکیداً توصیه می گردد.

از این رو کلیه سازندگان بنا در این پهنه پیش از ساخت اقدام به شناسایی گسلش سطحی کرده و در صورتی که زمین شناس گسلش سطحی با جابه جایی عمده ای را تشخیص داد. ضوابط مربوط به پهنه های با جابه جایی عمده بر اساس آیین نامه های ملی یا بین المللی معتبر رعایت شود. کاربری زمین های شهری حتی الامکان می بایست به گونه ای انجام شود که محدوده های پهنه های گسلی به ویژه گسل های اصلی به کاربری های کم خطر و یا کم تراکم نظیر فضای سبز ، معابر فضاهای ورزشی و تفریحی با سازه های سبک اختصاص یابد.

در پهنه گسل های اصلی با جا به جایی عمده احداث ساختمان با اهمیت بسیار زیاد ممنوع است. و در مابقی پهنه ها احداث آنها با انجام مطالعات و اعمال تمهیدات ویژه مجاز می باشد. همچنین در پهنه گسل های اصلی با جابه جایی عمده احداث ساختمان با اهمیت زیاد صرفاً با انجام مطالعات ویژه و اعمال تمهیدات ویژه مجاز می باشد. پهنه های گسلی در بر گیرنده تغییر شکل های عمده در محدوده اطراف گسل ها می باشد که برای گسل های اصلی پهنه گسل های اصلی نامگذاری می شوند. گسل های اصلی گسل هایی هستند که طول آنها بیش از ده کیلومتر است. در صورتی که در پهنه های گسل های اصلی در مواردی جابه جایی عمده وجود داشته باشد. این محدوده با نام پهنه با جابه جایی عمده تعریف می گردد.

  • بزرگ نمایی ناشی از توپوگرافی :

افزایش نیروی طراحی لرزه ای در بررسی پایداری شیب ها و طراحی سازه های واقع بر شیب ها یا نزدیک آنها می بایست از طریق ضریب بزرگنمایی توپوگرافی (St) برای شیب های با ارتفاع بیشتر از ۳۰ متر و با زاویه میانگین بیش از ۱۵ درجه صورت پذیرد. در تحلیل پایداری شیب ها و طراحی سازه های واقع بر یا نزدیک شیب ها در جدول ذیل ارائه شده است این ضریب بزرگنمایی تنها در ثلث فوقانی ارتفاع شیب ها اعمال می شود.

جدول ضرایب بزرگ نمایی ناشی از توپوگرافی :
ضرایب-بزرگنمایی-آزمایش-مکانیک-خاک
ضرایب-بزرگنمایی-آزمایش-مکانیک-خاک
  • St ضریب بزرگنمایی
  • B میانگین زاویه شیب
  • Kh ضریب زلزله طرح

در صورتی که در این استاندارد مطالعات ویژه شرایط ساختگاهی الزامی می باشد. اثر توپوگرافی نیز می بایست به صورت تحلیلی و دقیق تر بررسی گردد.

ضوابط اجرایی و نکات کلیدی آزمایش خاک ساختمان در آزمایشگاه مکانیک خاک :

1- ضخامت لایه خاکریز قبل از کوبیدن در مورد خاک های ریزدانه نباید از ۳۰cm تجاوز نماید. در مورد خاک های درشت دانه و مصالح سنگی حداکثر ضخامت با تأیید دستگاه نظارت تعیین می شود.

2- خاک هایی که در خاکریزی مصرف می شود می بایست در لایه های یکنواخت و با ضخامت ثابت در عرض خاکریزها ریخته شود.

3-لایه های افقی باید به صورتی ریخته شود که هر لایه بعد از خاتمه عمل کوبیدن لایه قبلی ریخته شود. ضخامت این لایه می بایست به نحوی انتخاب شود. که پس از عمل کوبیدن تراکم مورد نظر هیچ گاه ضخامت لایه تمام شده از ۱۵ سانتیمتر تجاوز ننماید.

4- ناهمواری های خاکریز در محور طولی شمشه ۵ متری نباید از ۳cm تجاوز نماید.

5- حداقل میزان تراکم خاکریزهای پرکننده معادل ۹۵ بر اساس روش پروکتور استاندارد است.

6- روی هم افتادگی گذرهای متوالی در متراکم ساختن خاکریزهای باربر نباید کمتر از ۳۰ سانتیمتر اختیار شود.

7- حداقل میزان تراکم خاکریزهای باربر معادل ۱۰۰ روش پروکتور استاندارد و یا ۹۵ آشتو اصلاح شده می باشد.

8- بین آماده سازی بستر و اجرای عملیات خاکریزی نباید فاصله زمانی زیادی وجود داشته باشد. خاکریزی می بایست بلافاصله پس از آماده سازی شروع شود.

9- در زمین های با رطوبت طبیعی می توان گودبرداری تا عمق ۱ متر برای ماسه ، ۱٫۲۵ برای ماسه ی رس دار، ۱٫۵ متر برای خاک رس و ۲ متر برای خاک رس بسیار متراکم را بدون پایه های ایمنی ، سپر و حایل انجام داد.

10- هر اندازه جرم مخصوص خاک بیشتر باشد. ظرفیت باربری آن نیز بیشتر خواهد بود.

11- جذب آب توسط زمین یکی از دلایل بسیار مهم نشست ساختمان ها و ایجاد ترک در آنهاست. میزان این نشست ها بستگی به مقدار خاک رس در ترکیب مواد متشکله زمین دارد.

آزمایشگاه-خاک-تهران
آزمایشگاه-خاک-تهران
12- اجرای شالوده ها می بایست بعد از سالم سازی و خشکانیدن کف گود صورت گیرد. سالم سازی کف گود با روش های مناسب از قبیل آب کشی و زهکشی عملی است. در حالت آب کشی و تخلیه می بایست به منظور جلوگیری از بروز مشکلات زیر ، پیشگیری های لازم صورت گیرد ؛
  • الف) تهدید پایداری شیروانی های گود و ابنیه ی مجاور
  • ب) بالا آمدن کف گود در اثر فشار آب به ویژه پس از توقف تلمبه زنی

13- تحلیل عوامل حاصل در طول بررسی مقدماتی و مرحله ی شناسایی خاک ها ، به یک جمع بندی کلی شامل مراتب زیر منجر می شود ؛

  • الف) تهیه ی برشه ا و نیمرخ های زمین شناسی و ژئوتکنیکی مطابق با نتایج گمانه زنی ها و آزمایش مکانیک خاک ها که معرف موقعیت فضایی و ابعاد عوامل مختلف و تشکیلات شناسایی شده باشد.
  • ب) دستیابی به مشخصات مختلف ، خاک ها که برای تدوین طرح و انجام محاسبات مربوط به آن لازم اند.
  • ج) شناخت جریان های مختلف آب های زیرزمینی و سفره های آب.
  • د) بررسی حساسیت لایه های سطحی خاک در برابر یخ بندان.
  • هـ) چگونگی خورندگی خاک ها و آب ها در برخورد با مصالح ساختمانی پیش بینی شده در طرح.
  • و) بررسی رفتار خاک ها در برابر بارهای دینامیکی ( زلزله ، دستگاه های لرزنده و… ) در صورت لزوم.

14-خاک حاصل از گودبرداری را نباید در فاصله ای کمتر از ۰٫۵ متر از لبه ی گود ریخت.

نکته)

طبق بند ۱۲-۹-۲-۷- مبحث دوازدهم مقررات ملی ساختمان داریم : مواد حاصل از گودبرداری نباید به فاصله کمتر از ۱ متر از لبه گود ریخته شوند. همچنین این مواد نباید در پیاده روها و معابر عمومی به نحوی انباشته شوند. که مانع عبور و مرور گردیده یا موجب بروز حادثه گردند.

بر طبق آیین نامه حفاظتی کارگاه های ساختمانی مصوب شورای عالی حفاظت فنی وزارت تعاون، کار و رفاه اجتماعی داریم ؛

ماده۲۴۲ : مصالح حاصل از گودبرداری و حفاری نباید به فاصله کمتر از نیم متر از لبه گود ریخته شود. همچنین این مصالح نباید در پیاده روها و معابر عمومی به نحوی انباشته شود. که مانع عبور و مرور گردد.

بر اساس بند ۲۶-۸-۳ نشریه ۵۵ : خاک برداشته شده را نباید در فاصله ای نزدیکتر از ۰٫۵ متر به لبه گود ریخت در نقاطی که امکان ریزش خاک وجود دارد. نباید ماشین آلات را در نزدیکی گود مستقر نموده و یا از آن عبور داد. همچنین در زمان عملکرد ماشین خاکبرداری ایستادن اشخاص در زیر جام و یا بازوی دستگاه و نیز مشغول به کار بودن کارگران در قسمتی که ماشین کار میکند ممنوع است.

همانطور که مشاهده میکنید طبق بند ۱۲-۹-۲-۷- مبحث دوازدهم مقررات ملی ساختمان مواد حاصل از گودبرداری نباید به فاصله کمتر از یک متر از لبه گود ریخته شود. اما طبق آیین نامه حفاظتی کارگاه های ساختمانی مصوب شورای عالی حفاظت فنی وزارت تعاون، کار و رفاه اجتماعی و نشریه ۵۵ این حداقل به نیم متر محدود می شود.

پیرامون ارائه خدمات اجرای اسکلت فلزی شرکت ساختمانی اسپرلوس بیشتر بدانید >

قیمت-آزمایش-خاک
قیمت-آزمایش-خاک

قیمت آزمایش خاک برای احداث ساختمان :

هزینه آزمایش خاک از دو مورد زیر متشکل شده است :

  1. هزینه برگه سبز ژئوتکنیک
  2. هزینه حفاری و آزمایش خاک

موارد تعیین کننده در قیمت برگه سبز ژئوتکنیک آزمایش مکانیک خاک :

قیمت آزمایش خاک در بخش برگه سبز ژئوتکنیک شامل هزینه آزمایش خاک در موارد ذیل می گردد ؛

  1. آزمایش مکانیک خاک صحرایی همچون SPT
  2. هزینه نمونه برداری آزمایش خاک
  3. هزینه رفت و آمد پروژه
  4. هزینه عکسبرداری و فیلمبرداری از آزمایش مکانیک خاک
  5. اخذ تاییدیه نظام مهندسی ساختمان

قیمت برگه سبز ژئوتکنیک آزمایش خاک در اردیبهشت ماه 1402 بصورت ذیل می باشد ؛

  • برای پروژه هایی با زیربنای زیر 5000 متر مربع = قیمت آزمایش خاک در بخش برگ سبز 90 میلیون تومان
  • برای پروژه های با زیر بنای بین 5000 تا 10000 مترمربع = هزینه آزمایش خاک در بخش برگ سبز هر متر مربع 21 هزار تومان
  • تکمیل و تایید کار برگ شماره سه پیوست شش گودبرداری = قیمت آزمایش خاک در بخش برگ سبز هر متر زیر بنا 9 هزار تومان
نکته مهم )

پس از اخذ برگه سبز ژئوتکنیک جهت انجام آزمایش مکانیک خاک پروژه خود ، حتما برگه ها را تحویل دفتر خدمات الکترونیک شهر دهید.

قیمت-حفاری-آزمایش-مکانیک-خاک
قیمت-حفاری-آزمایش-مکانیک-خاک

قیمت حفاری آزمایش مکانیک خاک در اردیبهشت ماه 1402 :

  • حفاری بطور مثال در جنوب شهر تهران بصورت ماشینی در خاک ریزدانه = قیمت آزمایش خاک در بخش حفاری بر اساس هر متر طول حفاری 900 هزار تومان
  • حفاری بطور مثال در مرکز شهر تهران بصورت ماشینی در خاک ماسه ای یا شن ریز = هزینه آزمایش خاک در بخش حفاری بر اساس هر متر طول حفاری 1 میلیون و 300 هزار تومان
  • حفاری بطور مثال در شمال شهر تهران بصورت ماشینی در خاک شن و درشت دانه = قیمت آزمایش خاک در بخش حفاری بر اساس هر متر طول حفاری 1 میلیون و 600 هزار تومان
  • حفاری بطور مثال در بخش کوهستانی شهر تهران بصورت ماشینی در سنگ = قیمت آزمایش خاک در بخش حفاری بر اساس هر متر طول حفاری 2 میلیون تومان
  • حفاری بطور مثال در جنوب شهر تهران بصورت دستی در خاک ریزدانه = قیمت آزمایش خاک در بخش حفاری بر اساس هر متر طول حفاری 400 هزار تومان
  • حفاری بطور مثال در مرکز شهر تهران بصورت دستی در خاک شن ریز یا ماسه ای = قیمت آزمایش خاک در بخش حفاری بر اساس هر متر طول حفاری 600 هزار تومان
  • حفاری بطور مثال در شمال شهر تهران بصورت دستی در خاک درشت دانه و شنی =  هزینه آزمایش خاک در بخش حفاری بر اساس هر متر طول حفاری 1 میلیون و 600 هزار تومان
  • حفاری بطور مثال در ارتفاعات شهر تهران بصورت دستی در سنگ =  قیمت آزمایش خاک در بخش حفاری بر اساس هر متر طول حفاری 2 میلیون و 200 هزار تومان
هزینه-آزمایش-خاک
هزینه-آزمایش-خاک

هزینه هایی که ممکن است به قیمت آزمایش خاک اضافه شود :

  • برخورد با لایه ریزشی در حین حفاری آزمایش مکانیک خاک و نیاز به جابجایی دستگاه ها
  • نیاز به کول گذاری یا کیسینگ گذاری
  • لوله پلیکا سایز 6 جهت تامین امنیت دیواره گمانه
  • تامین انشعابات برق و آب
  • تامین نگهبان
  • نیاز به جرثقیل بیش از سه تن در صورت نیاز پروژه
  • هزینه حمل و نقل در خارج از شهر تهران

هزینه آزمایش خاک برای احداث ساختمان های کمتر از شش طبقه :

قیمت آزمایش خاک که در بخش فوق ذکر گردیده است. برای ساختمان های بیش از 5 طبقه می باشد. لازم بذکر است. شما برای ساختمان های 5 طبقه و کمتر دیگر نیازی به خرید برگه سبز ژئوتکنیک ندارید و قیمت آزمایش خاک شما کمتر خواهد بود. هزینه های شما فقط شامل دو مورد ذیل می باشد ؛

  • هزینه حفاری
  • هزینه آزمایشگاه مکانیک خاک

این هزینه ها نیز بر اساس محل و وسعت پروژه شما تعیین می گردد. جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما در تماس> باشید.

, , , ,
نوشته قبلی
اجرای اسکلت بتنی – اجرای سازه بتنی – اجرای ساختمان بتنی
نوشته بعدی
اجرای فونداسیون ساختمان در تهران – پی ساختمان – شالوده ساختمان

5 دیدگاه. ارسال دیدگاه جدید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
برای ادامه، شما باید با قوانین موافقت کنید

فهرست