آزمایشگاه خاک

خدمات ژئوتکنیک پویش

خدمات ارائه شده توسط گروه شرکت‌های مهندسین پویش

مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک در احداث سازه ها یکی از مهم ترین و البته چالش برانگیزترین بخش طراحی و اجرای سازه ها می باشد. بررسی ژئوتکنیکی از طریق تحلیل داده های بدست آمده از فعالیت های میدانی و آزمون های آزمایشگاهی صورت می گیرد.  آزمایش خاک محل احداث سازه با استفاده از نمونه گیری خاک در محل به منظور تعیین تیپ خاک و نیز محاسبه طرفیت باربری پی سازه موضوعی است که می بایست با دقت و وسواس ویژه ای صورت گیرد. دقت و درستی مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک علاوه بر تامین ایمنی سازه ها از تحمیل هزینه های اضافی به کارفرمایان و مالکان جلوگیری می کند.  

 

 

خدمات مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک

از جمله خدمات ژئوتکنیکی در پروژه های عمرانی می توان به موارد زیر اشاره نمود:

 

  • انجام آزمایشات برجا شامل آزمایش نفوذ استاندارد(SPT) ، آزمایش نفوذ مخلوط (CPT) ، آزمایش برش پره(Vane) ، پرسیومتر، اندازه گیری نفوذپذیری (لوژان و لوفران) می باشد که بسته به شرایط پروژه عمرانی این مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک انجام می پذیرد.
  • حفاری دستی و ماشینی برای اجرای شمع ها، گود برداری، حفر گمانه ها و ... صورت می پذیرد. با توجه به نوع فعالیت و شرایط حفاری یکی از روش های حفاری دستی و یا ماشینی اجرا می شود.
  • تعیین ظرفیت باربری برای انواع پی ها برای طراحی و محاسبات سازه ای از دیگر خدمات مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک است. این بخش یکی از مهم ترین قسمت های مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک است که بر اساس مشخصات به دست آمده از خاک محل احداث پروژه محاسبه می شود.
  • انجام و مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک نظیر آزمون دانه بندی، تعیین درصد رطوبت، هیدرومتری، حدود اتربرگ، نفوذ پذیری، سه محوری، برش مسقیم، تحکیم و تک محوری بسته به نوع و جنس خاک و همچنین آزمایش شیمیایی بر اساس استاندارد های ASTM می باشد.
  • تعیین مشخصات و فاصله گسل ها در اطراف پروژه که برای گزارش به طراح سازه صورت می پذیرد از دیگر خدمات مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک است.
  • نمونه گیری دست خورده و دست نخورده
  • تعیین تیپ خاک که در طراحی لرزه ای سازه مورد استفاده طراحان قرار می گیرد از جمله خدمات و مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک می باشد.
  • تهیه دفترچه مطالعات ژئوتکنیک که شامل خلاصه ای از نتایج مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک پروژه می باشد.

 

خدمات آزمایشگاهی جوش

پس از عملیات جوشکاری در سازه ها نیاز به بازرسی جوش می باشد. عملیات جوشکاری در سازه های فلزی و جوش میلگرد ها در سازه های بتنی که به منظور حذف اورلب و کاهش حجم استفاده از میلگرد در سازه صورت می گیرد، باید به صورت منظم با استفاده از آزمایشات مخرب و غیر مخرب مورد ارزیابی قرار گیرد.

 

مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک

 

  • آزمایش غیر مخرب بدون آسیب نمونه و معمولاً در محل پروژه و پس از عملیات جوشکاری برای بررسی کیفیت آن مورد استفاده قرار می گیرد. آزمایش اولتراسونیک (UT)، رادیوگرافی (RT)، نفوذ (PT)و بازرسی چشمی (VT) از جمله آزمایشات غیر مخرب محسوب می شوند.  
  • آزمایش مخرب بر خلاف آزمون های غیر مخرب جوش در تست مخرب قطعه و ماده مورد نظر در حین آزمون آسیب دیده و دیگر قابل بهره برداری نیست. آزمون های شیمیایی، سختی سنجی و مکانیکی از جمله آزمون های مخرب جوش هستند که برای بررسی کیفیت جوش و عملیات جوشکاری استفاده می شوند.

 

 

خدمات طراحی ژئوتکنیک

پس از مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک و طراحی کلی سازه، اولین مرحله در اجرای سازه ها فراهم آوردن بستر مناسب برای اجرا پی برای آن سازه می باشد. این بخش معمولا با حفاری و گود سازی خاک در محل پروژه به ویژه برای سازه های عظیم صورت می پذیرد. طراحی و اجرای این مرحله از پروژه از اهمیت ویژه ای برخوردار است.  

  • طراحی و اجرای عملیات پایدارسازی گود و بهسازی خاک با استفاده از اطلاعات مطالعات آزمایشگاهی ژئوتکنیک انجام می پذیرد. پایدار سازی گودها یکی از پیچیده ترین محاسبات ژئوتکنیکی است که سهل انگاری در آن منجر به آسیب به سازه های پیرامون پروژه و تحمیل هزینه های سنگین مالی و جانی می گردد.
  • نظارت بر پروژه های مطالعاتی و اجرای ژئوتکنیک بخش مهم دیگری است که می بایست مطابق مشخصات فنی هر پروژه باشد. اجرای ژئوتکنیک نیاز به تخصص و بهره گیری از افراد مجرب دارد تا بتوان بهره وری در استفاده از منابع را در عین توجه به زمان بالا برد.

 

خدمات آزمایشگاه بتن

جهت ارزیابی کمی سازه که بتواند برآورد مناسبی از رفتار آن ارائه دهد علاوه بر وضعیت اعضا و پیکر بندی آن باید مشخصات مصالح بکار گرفته شده در آن نیز مشخص شود. بتن به عنوان یک مصالح پرکاربرد در سازه ها در تمام مراحل ساخت می بایست به دقت مورد ارزیابی قرار گیرد. خدمات مربوط به آزمایش بتن شامل موارد زیر می باشد. 

 

خدمات آزمایشگاه بتن

 

  • نمونه گیری از بتن مصرفی در سازه ها در هر نوبت از بتن ریزی و بسته به حجم بتن ریزی در پروژه بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان صورت می پذیرد. نمونه ها به منظور بررسی به آزمایشگاه فرستاده می شود.
  • آزمایش روانی یا اسلامپ به منظور بررسی کارایی بتن صورت می گیرد. بسته به محل استفاده و مقاومت بتن در سازه میزان روانی یا اسلامپ آن بر اساس استانداردها تعین می گردد. در هر بتن ریزی در یک پروژه بتن مصرفی می بایست مورد ارزیابی روانی یا اسلامپ قرار گیرد.
  • آزمایش مخرب (گزارش مقاومت فشاری بتن) در طی نمونه های 7، 28 و 90 روزه انجام می پذیرد. نتایج مربوطه با استانداردهای موجود بررسی و گزارش می گردد.
  • آزمایش میلگرد (خمش و کشش) برای اطمینان از مقاومت خمشی و کششی میلگرد مصرفی در بتن مسلح که در شمع، پی، تیر، ستون و دال ها مورد استفاده قرار می گیرد، انجام می پذیرد.
  • آزمایش غیر مخرب بتن ( چکش اشمیت) در محل برای تعیین مقاومت فشاری بتن بدون آسیب به بتن ریخته شده در محل پروژه صورت می گیرد.

برخی از آزمایشات مرسوم ژئوتکنیک

 

۱. آزمایش SPT(Standard Penetration Test):

شماره استاندارد مرجع: ASTM-D1586

آزمایش SPT نوعی نمونه گیری از خاک است لیکن معیاری برای تخمین پارامترهای مقاومتی خاک نیز می‌باشد. برای مثال در خاک‌های ریزدانه، سفتی خاک را می‌توان به عدد نفوذ استاندارد مرتبط دانست همچنین در پروژه‌هایی که آزمایش بارگذاری صفحه‌ای انجام نمی‌شود به‌وسیله تعدادی رابطه تجربی مدول الاستیسیته خاک (ES) را با توجه به نتایج این آزمایش بدست می‌آوریم یا در پروژه‌هایی که آزمایش دانهول انجام نمی‌شود به‌وسیله روابط تجربی محدوده سرعت موج برشی را از روی عدد نفوذ استاندارد تخمین می‌زنند.

وقتی گمانه به عمق مطلوب جهت انجام آزمایش رسید سرمته حفاری با نمونه‌گیر SPT جایگزین شده و چکش 622 نیوتنی از ارتفاع 75 سانتی‌متری رها می‌شود. تعداد ضربات لازم برای سه مرحله نفوذ 15 سانتی‌متری نمونه‌گیر به داخل خاک ثبت می‌گردد. مجموع تعداد ضربات لازم برای 2 مرحله دوم و سوم (N) عدد نفوذ استاندارد نامیده می‌شود.

 

۲. آزمایش برش مستقیم برجا In Situ Direct Shear Test:

شماره استاندارد مرجع: ASTM-D4554

از پارامترهای تاثیر گذار در محاسبه ظرفیت باربری خاک و محاسبات مربوط به پایداری شیروانی‌های خاکی پارامترهای مقاومت برشی خاک هستند که روش‌های مختلف صحرایی و آزمایشگاهی برای بدست آوردن این پارامترها موجود است.

در آزمایش برش مستقیم برجا درون چاله یا گالری حفر شده بلوک‌هایی متناسب با ابعاد جعبه برش ایجاد می‌گردد. پس از جایگذاری جعبه برش و اعمال سربار عمودی توسط موتور الکتریکی نیروی برش به صورت افقی و با سرعت معین وارد می‌شود و نیروی وارد شده و جابجایی‌های عمودی و افقی و میزان نیروی وارده در گام‌های مشخص ثبت می‌شوند و بر اساس آن‌ها و رابطه گسیختگی موهر- کلمب زاویه اصطکاک داخلی (Ф) و چسبندگی خاک (C) مشخص می‌شوند.

 

۳. آزمایش بارگذاری صفحه‌ای Plate load Test:

شماره استاندارد مرجع: ASTM- D1194

جهت بدست آوردن 2 پارامتر مهم در محاسبه ظرفیت باربری و محاسبات لازم طراحی فونداسیون و سازه‌های نگهبان مدول الاستیسیته و ضریب عکس‌العمل بستر (ES , KS)  از آزمایش بارگذاری صفحه‌ای استفاده می‌شود.

روش کار بدین شکل است که دورن چاه یاگالری حفاری شده صفحه بخصوص قرار داده شده و بار طی چند مرحله گام به گام به خاک منتقل می‌شود و پس از هر مرحله اعمال بار زمان لازم جهت نشست خاک داده می‌شود و تغییرات بار و نشست ثبت می‌گردد.

     

۴. آزمایش دانهول Down Hole Test:

شماره استاندارد مرجع: ASTM- D7400

سرعت موج برشی در محیط خاک نشان دهنده نوع خاک یا سنگ و تیپ خاک است.

برای انجام آزمایش دانهول در گمانه حفاری شده حسگر گیرنده موج (ژئوفون) قرارداده می‌شود و با ایجاد موج موج برشی در سطح و محاسبه زمان رسیدن موج به هر عمق سرعت موج در محیط بدست می‌آید بر اساس آیین‌نامه 2400 ایران، تیپ خاک ساختگاه پروژه انتخاب می‌گردد.

 

۵. آزمایش تعیین دانسیته به روش مخروط (بطری) ماسه Sand Bottle:

شماره استاندارد مرجع: ASTM-D1556

یکی از پارامترهای مورد استفاده در بسیاری از روابط ژئوتکنیکی از جمله محاسبه ظرفیت باربری، روابط مربوط به پایداری شیروانی‌های خاکی و روابط مربوط به طراحی روش‌های گوناگون پایدار سازی گود دانسیته خاک است.

برای بدست آوردن دانسیته در محل ابتدا شابلون را کف گمانه قرار می‌دهیم. کف گمانه را در قسمت شابلون با دقت حفر نموده و خاک حاصل را جهت توزین و محاسبه درصد رطوبت در ظرفی مناسب نگهداری می‌کنیم. پس از تمیز کردن شابلون و کف چاله ایجاد شده از خاک، سند باتل حاوی ماسه اتاوا (ماسه استاندارد) را که قبلا توزین کرده بودیم در محل خود روی شابلون قرار داده و شیر آن را باز می‌کنیم و اجازه می‌دهیم ماسه به صورت ثقلی از سند باتل در چاله تخلیه شود. هنگامی که حرکت ماسه در سند باتل متوقف شد، شیر آن را بسته و مجدد سند باتل را وزن می‌کنیم. با استفاده از روابط موجود دانسیته طبیعی خاک محاسبه می‌شود.

 

۶. آزمایش برش مستقیم Direct Shear Test:

شماره استاندارد مرجع: ASTM- D3080

این آزمایش جهت بدست آوردن پارامترهایی نظیر زاویه اصطکاک داخلی (Ф) و چسبندگی خاک (C) انجام می‌شود.

در این آزمایش نمونه خاک گرفته شده و منتقل شده به آزمایشگاه با رطوبت و تراکم لازم در جعبه برش دستگاه آماده می‌شود و پس از اعمال سربار قائم با سرعت یکنواخت نیروی برشی به نمونه وارد می‌شود تا نمونه در مسیر از پیش تعیین شده گسیخته شود. در گام‌های مساوی نیروی جانبی، کرنش قائم و کرنش افقی ثبت می‌شود. بر اساس رابطه گسیختگی موهر- کلمب پارامترهای مورد نیاز محاسبه می‌شود.

     

۷. آزمایش دانه‌بندی Particle Size Distribution:

شماره استاندارد مرجع: ASTM- D422

جهت شناسایی رفتار خاک نیاز به طبقه بندی خاک است و مهمترین عامل تعیین کننده طبقه بندی خاک منحنی دانه‌بندی خاک است.

جهت رسم منحنی دانه‌بندی خاک نمونه خاک را روی سری الک‌های استاندارد با دستگاه لرزاننده مکانیکی (Shaker) الک می‌کنند و با توجه به وزن مانده روی هر الک، درصد نمونه عبوری از هر الک بدست می‌آید سپس با مقیاس نیمه لگاریتمی منحنی دانه‌بندی رسم خواهد شد.

 

۸. آزمایش تعیین درصد رطوبت Relative Moisture:

شماره استاندارد مرجع: ASTM- D2216

خاک یک محیط سه فازه است که شامل فاز جامد یا دانه‌های خاک و سنگ، فاز مایع یا آب و فاز گاز یا هوا می‌باشد. در اصل فضای بین دانه‌های خاک توسط آب و هوا پر شده است و این‌که چه میزان از این فضای خالی توسط آب و چه میزان آن توسط هوا پر شده است در تصمیم‌گیری‌های کارشناس ژئوتکنیک مخصوصا جهت طراحی و انتخاب روش پایدارسازی تاثیرگذار است.

جهت تعیین درصد رطوبت خاک، نمونه با رطوبت طبیعی پس از توزین 24 ساعت در گرمخانه نگهداری می‌شود. پس از 24 ساعت توزین مجدد صورت گرفته و درصد رطوبت طبیعی خاک محاسبه خواهد شد.

۹. حدود اتربرگ Atterberg Limits:

شماره استاندارد مرجع: ASTM- D4318

بسیاری از خواص بخش ریزدانه خاک‌ها را با توجه به حدود اتربرگ می‌توان پیش‌بینی کرد. مثلا در صورتی که نسبت حد روانی به حد انقباض بزرگ باشد خاک مستعد ترک خوردن است یا هرچقدر حد انقباض خاک کمتر باشد خسارت پذیری خاک بیشتر است زیرا PI (نشانه خمیری) بیشتر شده و موضوعات تغییرات حجم، تورم و انقباض شدیدتر می‌شود.

خاک عبوری از الک نمره 40 را مرطوب می‌کنیم و در جام دستگاه کاساگرانده می‌ریزیم و روی آن را صاف می‌کنیم و در مرکز آن به وسیله شیارزن استاندارد شیاری ایجاد می‌کنیم. سپس با سرعت 2 ضربه در ثانیه آنقدر ضربه می‌زنیم که شیار موجود به مقدار حدود 1 سانتی‌متر (12.7  میلی‌متر) بسته شود. مقدار ضربات را ثبت کرده و از محل بسته شدن شیار جهت تعیین درصد رطوبت نمونه برمی‌داریم. با تکرار آزمایش و طبق روابط موجود حد روانی (LL) بدست می‌آید.

به خاک عبوری از الک نمره 40 رطوبت داده و سعی میکنیم بوسیله دست روی سطحی صاف مانند شیشه با خمیر حاصل فتیله درست کنیم. درصد رطوبتی که طی آن فتیله به قطر 3.2 میلی‌متر دارای ترک باشد حد خمیری (PL) نامیده می‌شود.

 

2 Comments

  1. میلاد گفت:

    سلام
    هزینه های حفاری برای عمق تغریبی ۳۰ متر چقدر می باشد؟ همینطور آزمایشات خاک و بتن؟

    • فاطمه فدایی گفت:

      این مجموعه مدعی است در هر زمان آماده ارئه خدمات مهندسی و آزمایشات با کیفیت مطلوب و قیمت پایین است . جهت دریافت قیمت و ارائه مشخصات ملک با دپارتمان ژئوتکنیک ، با مجموعه تماس بگیرید .

دیدگاهتان را بنویسید

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