آزمایش خاک چیست؟ انواع
به گزارش وبلاگ ویونا، قبل از آغاز به کار پروژه های ساخت و ساز در هر مقیاسی که باید و در هر منطقه ای هم که قرار داده باشد باید یک مجموعه آزمایش را به منظور مطمئن شدن از مناسب بودن شرایط صورت داد. آزمایش خاک که توسط افراد متخصص صورت می گیرد نمونه ای از این آزمایش ها است. این آزمایش یکی آزمون های لازم و ضروری پیش از احداث ساختمان است که برای سازه های بلند و با متراژ زیربنای زیاد اجباری است. در ادامه به آنالیز این آزمایش، چگونگی انجام آن و هزینه انجام آن می پردازیم و سعی خواهیم کرد که به سؤالات متداول در زمینه آزمایش خاک ساختمان پاسخ دهیم.
آزمایش خاک چیست؟
آزمایش خاک ساختمان عبارت از آزمایشی است که در آن به آنالیز ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک می پردازند. بدین منظور افرادی متخصص با استفاده از تجهیزات مخصوص اقدام به دریافت نمونه هایی معین از محل مورد نظر می نمایند و سپس با انتقال نمونه ها به اجرای آزمایش خاک مشغول می شوند. این ویژگی ها عبارت از مقاومت برشی، میزان تحمل بار، اسیدیته، میزان نفوذ، دانه بندی خاک، حدودی خمیری، گرانروی ویژه و دانسیته خاک هستند. در نهایت پس از انجام این آزمایش ها، گزارشی تهیه می گردد که ویژگی های خاک مورد نظر در آن ذکر می گردد و تیپ خاک هم مشخص می گردد.
مراحل انجام آزمایش خاک کدام است؟
برای انجام این آزمایش، ابتدا نمونه برداری از محل احداث ساختمان صورت می گیرد. نمونه برداری به دو صورت دستی و ماشینی انجام می گردد. نمونه برداری دستی دیگر مورد تائید سازمان نظام مهندسی نیست و همه نمونه برداری ها باید به صورت ماشینی انجام گردد. پس از نمونه برداری، نمونه ها به آزمایشگاه برده می شوند و مورد آزمایش قرار می گیرند سپس نتیجه به صورت گزارشی ارائه می گردد. گفتنی است که سازمان نظام مهندسی به طور مستقیم بر این فرآیند نظارت دارد.
انواع آزمایش خاک
به طور کلی اصلی ترین و مهم ترین آزمایش های خاک اجرا شده در پروژه های ساختمان سازی را می توان در موارد زیر خلاصه کرد.
- آزمایش اس پی یا آزمایش نفوذ استاندارد، یکی از مهم ترین آزمایش هایی است که در محل احداث سازه انجام می گیرد. نحوه اجرای این آزمایش این گونه است که یک وزنه 5/63 کیلوگرمی از فاصله 76 سانتی متری سقوط می نماید و میزان نفوذ آن در داخل خاک محاسبه می گردد و در نهایت با استفاده از مقدار نفوذ وزنه در خاک که به دست آمده است تیپ خاک معین می گردد.
- آزمایش هم ارز (معادل) ماسه، در جهت به دست آوردن نسبت ماسه به خاک
- آزمایش هیدرومتری، دانه بندی خاک های رد شده از الک شماره 200 و کامل کردن منحنی های دانه بندی
- آزمایش حد روانی، در جهت به دست آوردن درصد رطوبتی در آن از حالت خمیری خارج می گردد و به صورت روان در می آید.
- آزمایش دانه بندی به روش سرند کردن، دسته بندی ذرات تشکیل دهنده از نظر اندازه و مقایسه آن ها با استانداردهای موجود
- آزمایش برش مستقیم، در جهت به دست آوردن پارامترهای مقاومت برشی خاک
- آزمایش سه محوری، به دست آوردن مقاومت برشی خاک در خاک های چسبنده، غیر چسبنده و دانه ای
- آزمایش ضریب نفوذپذیری به وسیله آزمایش بار آبی افتان، در جهت معین کردن ضریب نفوذپذیری
- مشخص ضریب نفوذپذیری به وسیله آزمایش بار آبی ثابت، به منظور محاسبه ضریب نفوذپذیری خاک
- آزمایش تک محوری خاک چسبنده، به دست آوردن پارامترهای مقاومت برشی در خاک های چسبنده
- آزمایش تحکیم، آنالیز واکنش خاک در برابر بارهای فشارشی
- آزمایش تراکم، آنالیز واکنش خاک در برابر نیروهای تراکمی
تیپ خاک چیست و کدام تیپ خاک بهتر است؟
در آزمایشی در آزمایشگاه، خاک نمونه برداری از زمین را تحت استرس برشی قرار می دهند تا شرایط زمین لرزه را بازسازی و واکنش خاک تحت تاثیر نیروها را مشاهده نمایند. بعد از این مرحله و با توجه به واکنش های ثبت و ضبط شده از خاک مورد نظر، آن را درون طبقه بندی یکی از انواع خاک ها قرار می دهند.
به طور کلی خاک ها از نظر مقاومت در برابر نیروهاش برشی به چهار گروه از تیپ یک تا تیپ چهار تقسیم می شوند که تیپ یک بهترین خاک است و مقاومت خوبی در برابر برش دارد و خاک تیپ چهار بدترین تیپ خاک است و مقاومت کمی در برابر برش دارد.
آیا این آزمایش بر هزینه ساخت سازه تأثیر دارد؟
باید بگوییم که پاسخ این سؤال مثبت است ولی این خود آزمایش نیست که بر هزینه ها تأثیر می گذارد بلکه نتایج حاصل شده از آن یا به عبارتی معین شدن تیپ خاک بر کاهش هزینه ها تأثیر می گذارد. اگر آزمایش انجام نگردد، به ناچار باید سازه مطابق سست ترین خاک ساخته گردد و از آنجایی سازه هایی که بر روی خاک های سست یا تیپ چهار ساخته می شوند باید بیشترین مقاوم سازی را به کار ببرند پس هزینه لازم برای ایجاد حداکثر مقاوم سازی مسلماً زیاد خواهد بود.
این در حالی است که شاید اصلاً لازم به به حداکثر رساندن مقاومت سازه نباشد و به عبارتی تیپ خوب یا خیلی خوب باشد و بتوان به هزینه های به مراتب پایین تری مقاومت لازم و استاندارد را در سازه ایجاد کرد. بنابراین با انجام آزمایش و دانستن تیپ خاک محل احداث سازه می تواند از هزینه های ساخت و ساز کاست.
برای چه سازه هایی انجام آزمایش خاک لازم است؟
در شهر های مختلف و با توجه به زمین شناسی متفاوت منطقه، انجام آزمایش می تواند ضروری باشد یا نباشد ولی در شهری مانند تهران برای سازه هایی که در شش طبقه احداث می شوند و زیربنای بیش از 2000 متر دارند لازم است. ناگفته نماند که این آزمایش برای ساختمان سازی در شهر تهران یک و نیم تا دو ماه زمان احتیاج دارد.
هزینه حفاری چقدر است؟
به طور کلی هزینه حفاری جهت انجام آزمایش به عوامل زیادی بستگی دارد. متراژ حفاری با توجه به تعداد طبقات افزایش پیدا می نماید، تعداد گمانه ها، فصل و بعضی از مصوبات سازمان نظام مهندسی بر قیمت حفاری تأثیر می گذارد. هرچه تعداد طبقات بیشتر باشد به طبع عمق حفاری هم بیشتر می گردد و هر چه تعداد گمانه ها هم بیشتر باشد هزینه هم بالاتر می رود.
از طرفی هم فصل سرما که ساخت و ساز کاهش پیدا می نماید، هزینه حفاری به دلیل کاهش تقاضا کاهش می یابد. بعضی مصوبات سازمان نظام مهندسی مانند ممنوع شدن حفاری دستی شرکت های آزمایش نماینده خاک که دستگاه حفاری دارند باعث افزایش قیمت حفاری ماشینی شد.
چه سازه هایی از آزمایش خاک معاف هستند؟
صرف نظر از لزوم و اهمیت اجرای این آزمایش در سازه های مختلفی که ساخته می شوند، بناهایی هم وجود دارند که احتیاجی به اجرای این آزمایش ندارند که چند مورد از آن ها را می تواند در فهرست زیر مشاهده کرد.
- سازه هایی که داده های زمین شناسی محل احداث ساختمان برای آن ها در دسترس و معین باشد.
- ساختمان های با اهمیت کم و متوسط (شامل پارکینگ ها، انبارها، ساختمان های مسکونی و ساختمان هایی که با خراب شد آن ها خرابی و خسارات زیادی به بار نمی آید)
- ساختمان های حداکثر با چهار طبقه
- ساختمان های با زیربنای کمتر از 300 متر مربع
- ساختمان هایی که برای ساخت آن ها کمتر از 2 متر گودبرداری شده باشد.
- تعداد ساختمان ها در محله زیاد نباشند مانند شهرک ها و خانه های سازمانی
- ساختمان هایی که در زمین های تیپ یک و دو نباشند.
- احتمال روبرو با خاک هایی که متورم شونده و روان گرا وجود نداشته باشد.
- سازه ای در مجاورت زمین مورد نظر وجود نداشته باشد که احتمال وارد شدن خسارت به آن وجود داشته باشد.
- محل مورد نظر در منطقه گسل اصلی نباشد.
- سطح آب های زیرزمینی بالا نباشد.
سخن آخر
آزمایش خاک یکی از ملزومات پیش از ساخت سازه های بلند است. با انجام این آزمایش تیپ خاک مشخص می گردد و میزان مقاوم سازی سازه در برابر زلزله به تیپ خاک زیر ساختمان بستگی دارد. این آزمایش شامل نمونه برداری زمینی و آزمایش صحرایی و آزمایشگاهی است که در نهایت گزارشی از نتیجه آزمایشات انجام گرفته به کارفرما ارائه می گردد.
منبع: ویکی ساختمان