آزمایش خاک

آزمایش خاک:

یکی از مراحل اخذ جواز ساخت از شهرداری، آزمایش خاک است محل احداث بنا است که موجب افزایش استحکام و ایمنی بنای مورد نظر می شود.قبل از شروع هر اقدام دیگری برای ساخت ساختمان، خاک محل بررسی می شود.آژمایش هایی برای تعیین تیپ خاک، مقاومت برشی، میزان تحمل بار و بسیاری از تست های دیگر که در مشخصات خاک موثر هستند، به عنوان آزمایش خاک در نظر گرفته می شود.

انواع نمونه برداری خاک:

نمونه برداری خاک به دو صورت دستی و ماشینی انجام می شود.نمونه گیری دستی مورد تایید نظام مهندسی نمی باشد به همین دلیل از ماشین آلات مخصوص استفاده می شود.

محل نمونه گیری:

محل احداث بنا جایی است که نمونه گیری در آنجا صورت می گیرد.

آزمایشگاه مکانیک خاک:

دراین مرحله آزمایش های مکانیکی و فیزیکی روی خاک انجام می شود.تست هایی مثل برش مستقیم، تک محوری، سه محوری فشاری و کششی و بسیاری از تست های دیگر را انجام می دهند.

انواع تیپ خاک:

به چهار گروه تقسیم می شوند که این چهار گروه را تیپ چهار تا یک می نامند، در مقررات ملی ساختمان، تیپ خاک شامل طبقه بندی زیر است:

تیپ یک خاک: تیپ یک از بهترین از لحاظ کیفیت می باشد که شامل دانه های درشت متراکم بسیار سخت است.

مشخصات خاک تیپ 1:

این خاک ها، مستحکم ترین خاک های سطحی هستند.

تیپ دو خاک: نسبت به تیپ یک از کیفیت کمتری برخوردار است و کیفیت متوسطی دارد.

تیپ سه خاک:  جزو خاک های ریزدانه رسی است که کیفیتش متوسط است.

تیپ چهار خاک: جزو خاک های ریزدانه رسی خالص است و کیفیت ضعیفی دارد.

تست خاک در تهران:

بستگی به منطقه مورد نظر دارد برای مثال، در شمال و شرق تهران، زمین از نوع سنگ های سیلیس و کوارتز و کنگلومرایی بوده و تست خاک و حفاری در این مناطق نیازمند شرابط خاصی است.

مناطق مرکزی تهران شامل قلوه سنگ و سنگریزه می باشد و خاک دستی متغیر دارند.

و مناطق غرب و مرکزی، خاک فاقد ریزدانه و چسبندگی مناسب است و دارای قلوه سنگ و سنگ ریزه می باشد.در مناطق جنوب تهران هم خاک ریزدلنه است  

انواع آزمایش خاک:

آزمایش نفوذ استاندارد:

یکی از قدیمی ترین و دقیق ترین معیار سنجش استحکام خاک است، این آزمایش در حین حفاری انجام می شود و در فاصله 2 یا 3 متری در عمق خاک انجام می شود.یک وزنه معادل 63.5 کیلوگرم از ارتفاع 76 سانتی متری سقوط می کند، روی این میله سه خط به فاصله ی 15 سانتی متری وجود دارد، تعداد ضربات لتزمه برای نفوذ به خاک به مهندسان اطلاعاتی میدهد کع به واسطه ی آن، به عدد اس پی تی می رسیم.

آزمایش سه محوری خاک:

بر اساس این آزمایش میتوان پارامترهای مقاومت برشی خاک در حالت کوتاه مدت و بلند مدت در نظر گرفت.

تست برش مستقیم:

ساده ترین و کاربردی ترین آزمایش مقاومتی خاک می باشد و ارزان تر از انواع دیگر آزمایش های خاک است.

عوامل موثر بر عدد اس پی تی:

نوع خاک:

در خاک های درشت دانه اس پی تی بیشتر و در خاک های ریز دانه اس پی تی کمتر است.

دانسیته خاک:

هر چه دانسیته خاک بیشتر باشد، اس پی تی خاک بیشتر است.

میزان تنش:

هر چه تنش خاک بیشتر باشد، اس پی تی هم بیشتر است.

تعیین تیپ خاک با اس پی تی:

_اگر اس تی پی خاک،بیشتر از 50 باشد، خاک از نوع دو و یک است.

_اگر بین 15 تا 50 باشد، خاک تیپ سه است.

_اگر کمتر از 15 باشد، خاک از نوع چهارم است.

هیدرومتری:

به منظور تکمیل دانه بندی آزمایش خاک می باشد.

آزمایش دانه بندی خاک:

آزمایش دانه بندی خاک با استفاده از الک های جداگانه در تمامی پروژه های مطالعات ژئوتکنیک انجام می گیرد.

آزمایش های صحرایی:

تست های صحرایی خاک یا سنگ، هم اکنون بخش اصلی و مهم فرایند طراحی های ژئوتکنیکی را تشکیل می دهند. تست های صحرايی یا برجا خاک در جهت تکمیل تست های آزمایشگاهی برای کسب پارامترهای اساسی نظیر مقاومت ، تنش های افقی برجا ، مدول های تغییر شکل پذیری و نفوذپذیری ، اهمیت روزافزونی پیدا کرده اند.

تقاضا برای تست خاک:

دلیل افزایش مداوم تقاضا برای تست خاک صحرایی ، ناکافی بودن تست های آزمایشگاهی جهت تشخیص دقیق ویژگی های خاک می باشد. همچنین مهمترین مزیت تست‌ های درجا یا صحرايي خاک این است که پارامترهای خاک بر خلاف آزمون‌های آزمایشگاهی تحت تاثیر دست خوردگی و افت کیفیت خاک قرار نمی ‌گیرند‌.

در این جا خصوصیات خاک مورد بررسی قرار داده می شود:

انواع حفاری:

1-حفاری دستی  2-حفاری ماشینی

حفاری دستی یا ماشینی؟

از مزیت های حفاری دستی ارزان بودن آن و از ویژگی های حفاری ماشینی امنیت بالای آن است.

1-حفاری ماشینی:

نوعی از حفاری است که زمین را به قطر 10 الی 20 سانتی متر توسط دستگاه حفاری می کنند و میتوان از آن برای حفاری های عمیق استفاده کرد.

به قطری که حفاری شده، گمانه می گویند.

حفاری تا جایی ادامه دارد تا حداقل در یکی از گمانه ها، حفاری را تا سنگ بستر ادامه دهند و آن را به عمق 3 متر در داخل سنگ حفاری کنند.

استفاده از حفاری ماشینی:

اولین ویژگی آن، این است که میتوان گمانه هایی با عمق زیاد حفاری کرد.همچنین،از امنیت بالایی برخوردار هستند.

معایب حفاری ماشینی:

از حفاری ماشینی نمیتوان در همه جا استفاده کرد.دستگاه های حفاری، به دلیل سنگین بودن، امکان استفاده در هر جایی راندارند برای مثال، در ساختمانهای جنوبی، به دلیل داشتن دکل های بلند، قابل استفاده نیستند، همینطور هزینه ی حفاری ماشینی بالا است.

2-حفاری دستی:

نوعی از حفاری است که در آن یک نفر بیل و کلنگ به داخل چاه رفته و آن را حفاری می کند.قطر این گمانه، 70 تا 80 سانتی متر است.یک بالابر، چکش هیلتی و دو کارگر نیاز است که یکی از کارگران در انتهای چاه حفاری می کند و کارگر ئیگر در روی سطح زمین است.

حفاری دستی و مزایای آن:

قیمت این نوع از حفاری، از روش های دیگر کمتر است.

این روش نیازمند تجهیزات خاصی نیست و میتوان در هر زمینی از آن استفاده کرد.

معایب حفاری دستی :

عمق گمانه را نمی توان از حدی بیشتر کرد، به دلیل اینکه کارگر نمی تواند در آن عمق، تنفس کند.در گمانه هایی که درصد خاک چسبنده کم است، امکان ریزش گمانه زیاد است و با کوچکترین ریزش، کارگر آسیب جدی ای را تجربه می کند.

انتخاب حفاری دستی یا ماشینی؟

به توصیه سازمان نظام مهندسی، باید در صورت امکان، از روش های حفاری ماشینی به جای حفاری دستی استفاده کرد.

نحوه انتخاب حفاری؟

برای انتخاب درست حفاری ماشینی یا دستی، ابتدا باید بتوانیم نحوه تعیین عمق گمانه را محاسبه کنیم.

در پروژه هایی که عمق گمانه بیش از 30 متر است، باید از حفاری ماشینی به جای حفاری دستی استفاده کرد.

در پروژه هایی که عمق گمانه کمتر از 20 متر است، باید از حفاری ماشینی به جای حفاری دستی استفاده کرد.

بنابراین، انتخاب حفاری ماشینی و ذستی به شرایط و نوع زمین بستگی دارد.

دستگاه حفاری روتاری یا چرخشی:

اسم دیگر آن دورانی و کشور سازنده ان امریکا است این دستگاه با انواع مختلف با قدرت موتور کم و زیاد وجود دارد این دستگاه به صورت دلیر یا به صورت چرخشی زمین را سوراخ می کند و با اضافه کردن سوزن ( مته های حفاری) عمق چاه افزایش یافته و کار کردن با این دستگاه تخصص ویژه ای می خواهد ویژگی بارز این دستگاه ها سرعت در حفر چاه است.

حفاری شستشویی:

با استفاده ازفشار آب، در خاک حفاری انجام می شود.در این روش، مته ای در خاک قرار می گیرد که در آن سئراخ هایی وجود دارد، از این سوراخ ها آب با فشار زیاد خارج می شود و خاک را می شوید.

این روش،روش آسان و ساده ای است اما برای سنگ ها کاربرد ندارد.

تاثیر جنوبی و شمالی بودن ملک در حفاری:

در ساختمان های جنوبی بدلیل عدم امکان دسترسی به حیاط، فضای کافی جهت استقرار دستگاه حفاری وجود ندارد. بنابراین از دو راهکار میتوان استفاده کرد. راهکار اول انجام عملیات حفاری در مجاورت ملک می باشد و راهکار دوم حفاری به روش دستی می باشد.

انتخاب حفاری دستی یا ماشینی در ملک های جنوبی؟

حفاری به روش دستی برای ساختمان های جنوبی قابل قبول است اما دارای مشکلات متعددی نیز می باشد که بعضا باعث افزایش هزینه و زمان عملیات اجرایی می باشد. برخورد به سطح آب ، برخورد به انباره فاضلاب ، برخورد به سنگ ، ریزشی بودن دیواره چاهک از مشکلات مرسوم در حفر چاهک های دستی می باشد و در صورت بروز هر یک از موارد یادشده بایستی چاهک دستی در نقطه دیگری مجددا حفاری صورت پذیرد که این مسئله باعث تحمیل هزینه اضافی به پروژه می گردد و به صرفه نیست.

تفاوت تست خاک در ساختمان های جنوبی و شمالی؟

ابتدا تفاوت شمالی یا جنوبی بودن زمین را تشخیص می دهیم:

دسترسی به خیابان جنوبی امکان پذیر نیست.

در این جا حفاری به دو روش انجام می شود:

روش اول :حفاری در پیاده رو:

در این روش حفاری در مجاورت ملک و در محلی ایمن در پیاده رو انجام می شود.این روش در بعضی محل ها مثل مشهد انجام نمی پذیرد.اما در تهران به دلیل برتری داشتن حفاری ماشینی نسبت به حفاری دستی قابل قبول است.

انجام حفاری در پیاده رو ساختمان:

حفاری باید در محلی انجام شود که به تاسیسات آب،برق،گاز و …  آسیب نرساند.

برای دستگاه حفاری،لازم است نگهبانی به صورت شبانه روزی در محل مستقر شود که امکان ربوده شدن قطعات دستگاه نباشد.

مجوزحفاری باید از شهرداری گرفته شود،چرا که پیاده رو محل رفت و آمد ساکنین می باشد و درباره ی این موضوع باید با شهرداری هماهنگی های لازم را انجام نمود.

حفاری دستی در حیاط:

حفاری دستی در پشت ساختمان و در محل حیاط انجام داده می شود.

این روش نسبت به ماشینی، پر خطرتر اما ارزان تر است.

شرایط حفاری:

زمان مورد نیاز جهت حفاری دستی نیز بسیار بیشتر از حفاری ماشینی می باشد. لذا با توجه به مسایل فوق و اختلاف ناچیز هزینه حفاری ماشینی و دستی اکیدا توصیه می گردد در این موارد انتخاب روش حفاری و خدمات آزمایشگاهی، با مشاوره شرکت های با تجربه صورت پذیرد و در صورت امکان به صورت ماشینی انجام گردد.