آزمایش خاک چیست و چرا در ساختمان سازی اهمیت دارد ؟
یکی از مراحل مهمی که در اخذ مجوز ساخت شهرداری و اخذ تاییدیه های نظام مهندسی بسیار
تاثیرگذار است آزمایش خاک محل احداث پروژه ی ساخت و ساز است.
این امر برای بسیاری از پروژه های ساختمان الزامی است.
البته این نکته را فراموش نکنید که این فرایند را معمولا برای ساختمان هایی که نسبتا کوتاه است
و سقف هایی کمتر از ۶ متر دارند الزامی نیست.
باید بدانید که تست و آزمایش خاک نقش مهمی را در طراحی و ساخت یک ساختمان ایفا می کند.
این امر می تواند باعث استحکام و ایمنی ساختمان ها شود.
این آزمایش ها در آزمایشگاه های تخصصی انجام می گیرد و به در آن جا به وضعیت خاک می پردازند
این امر باعث کاهش و بهینه سازی هزینه ها می شود
آزمایش خاک ساختمان چیست ؟
درباره ی آزمایش خاک باید گفت که این عملیات هم برای امور ساختمان سازی هم برای کشاورزی کاربرد دارد.
برای درک بیشتر قصد داریم این فرایند را از دیدگاه یک مهندس ژئوتکنیک برای پروژه های ساختمانی
مورد بررسی قرار دهیم. پیش از اقدام به ساخت یک بنا در وهله ی اول باید وضعیت خاک آن منطقه
را مورد بررسی قرار بدهند.
آزمایش هایی که تحت عنوان تست خاک انجام می گیرد شامل: دانه بندی خاک ، تعیین تیپ خاک ،
مقاومت برشی ، میزان تحمل بار ، حد نفوذپذیری ، چگالی خاک هستند انجام می پذیرد در کنار
آن تست های دیگری انجام می گیرد که در شناخت رفتار و مشخصات خاک تاثیر زیادی دارند.
مراحل انجام آزمایش خاک چیست ؟
برای اخذ مجوزهای مورد نیاز جهت ساخت و ساز لازم است که ۴ مرحله ی اصلی آزمایش خاک انجام بگیرد.
در مرحله ی اول با حضور مهندسان فرایند ارسال تجهیزات حفاری و نمونه گیری از محل خاک انجام گرفته و
پس از آن نمونه ها را به آزمایشگاه خاک ارسال می کنند تا تست های مربوطه انجام بگیرد.
مرحله ی سوم این آزمایش مربوط به مطالعات فنی توسط متخصصین ژئوتکنیک است و سپس به مراحل
اداری و تاییدیه نظام مهندسی و شهرداری می رسد که به عنوان پایان بخش این فرایند هستند.
نمونه برداری صحرایی
در این مرحله مهندسانی را به همراه دستگاه های حفاری لازم به محل پروژه اعزام کرده و سپس با
توجه به ابعاد زمین و زیربنای ساختمان نمونه گرفته می شود.
یکی دیگر از موارد تاثیرگذار در حفاری شمالی یا جنوبی ملک است.
در این مرحله سنداژ یا گمانه زنی که روند آن به این شکل است که در دل زمین چاه یا سوراخ های
کوچکی ایجاد می کنند و به این ترتیب نمونه های مورد نظر را استخراج می کنند.
درست است که در حال حاضر امکان حفاری به دو شیوه ی دستی و ماشینی امکان پذیر است اما
برای اخذ مجوز باید این عملیات به وسیله ی تجهیزات حفاری انجام پذیرد.
برای حفاری و نمونه برداری آزمایش خاک روش های حفاری آبشویی و مغزه گیری پیوسته است که
انتخاب آن با توجه به جنس خاک، تجهیزات در دسترس و نوع پروژه انجام می گیرد.
آزمایشگاه مکانیک خاک
نمونه ها را جمع آوری کرده و به آزمایشگاه خاک ارسال می کنند، به این ترتیب برای تعیین جنس
و خواص خاک تست های لازم را انجام می دهند.
دستگاه هایی که در این نوع آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد که شامل برش مستقیم،
دستگاه آزمایش سه محوری، دستگاه تست نفوذپذیری، تراکم پروکتور، تجهیزات تست هیدرومتر،
آزمایش تحکیم ، تجهیزات CBR و … است.
در این مرحله بر روی خاک آزمایش های فیزیکی و مکانیکی انجام می گیرد معمولا آزمایشات مکانیکی
را برای تعیین اهدافی مانند مشخص کردن پارامترهای مکانیکی و متناسب با نوع خاک و اهداف آن انجام
می پذیرد.
تست هایی مانند: تک محوری و سه محوری فشاری، برش مستقیم، کششی و دیگر تست های دیگر
را در بر می گیرد.
آزمایش فیزیکی نیز هدف هایی مانند دانه بندی خاک و اتربرگ و قطر دانه ها به همراه هیدرومتری و ….
انجام می گیرد.
به علت حساسیت بالایی که این آزمایشات دارند باید به وسیله ی افراد با تجربه و دارای تخصص و
مدرک دانشگاهی انجام گیرد.
تا در اجرا و بعد از آن تحلیل نتایج بالاترین دقت و کمترین خطا مشاهده شود.
کاربردهای آزمایش خاک ساختمان
با توجه به اینکه افراد شاغل در امور ساختمان سازی برای اخذ مجوزهای نظام مهندسی و شهرداری
برای شروع پروژه خود به دنبال شرکت های مهندسی ژئوتکنیک ارائه دهنده خدمات آزمایش خاک هستند
باید بدانید که در واقع بررسی و آنالیز خاک مزیت های زیادی را برای افراد به دنبال دارد.
این مزایا شامل کاهش و ایجاد صرفه جویی هزینه ساخت و طراحی سازه ها گرفته تا تامین سلامت و
افزایش ایمنی افراد را به دنبال دارد.
این فرایند می تواند به افراد کمک کند تا براساس اصول و استانداردهای نوین مهندسی یک بنای مستحکم را احداث کنند.
وضعیت و مقاومت خاک ، تعیین تیپ خاک ، دانه بندی ، میزان استحکام در برابر بار می تواند در طراحی
و ساخت و ساز بنا و سازه های مختلف تاثیرگذار باشد. یکی دیگر از کاربردهای نهایی این تست مربوط
به دریافت مجوز ساخت از سوی شهرداری و تاییدیه نظام مهندسی می شود که به عنوان یک امر حیاتی
به شمار می رود.
انواع آزمایش خاک
همان طور که در ابتدا اشاره کردیم برای تست خاک روش های متفاوتی وجود دارد تست های متعددی
برای تعین ویژگی های خاک یا سنگ ها انجام می شود. البته لازم است که با شناخت کافی استانداردها
و قوانین نظام مهندسی برای اینکه هزینه های کارفرما نیز کاهش پیدا کند ضروری ترین آزمایشات انجام بگیرد.
تا در کنار اخذ مجوزها و تاییدیه های لازم برای افراد مقرون به صرفه نیز باشد.
۵ نوع از آزمایش های ضروری در ساخت و ساز عبارتند از:
آزمایش نفوذ استاندارد
Standard Penetration Test که به عنوان یکی از قدیمی ترین و دقیق ترین
معیارهای سنجش خاک به شمار می رود.
این آزمایش را در اعماق مختلف خاک انجام می دهند.
به علت گستردگی این نوع تست در سراسر دنیا میزان زیادی از پارامترهای مکانیکی و مقاومتی خاک
به شکل Correlation Relationship یا روابط همبستگی با نتیجه آزمایش نفوذ استاندارد به وسیله ی
پژوهشگران ارائه شده است
آزمایش سه محوری خاک
این نوع از آزمایش خاک به عنوان یکی از حساس ترین و دقیق ترین آزمایشاتی
است که در زمینه ی مکانیک خاک انجام می گیرد.
براساس آن می توان مقاومت برشی خاک را که شامل چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی خاک است را
در حالت های کوتاه مدت و دراز مدت اندازه گیری کنند.
تست برش مستقیم
این نوع آزمایش نیز به عنوان یکی از ساده ترین و کاربردی ترین آزمایشات مقاومتی مکانیک خاک به شمار می رود که در مقایسه با آزمایش سه محوری از سادگی کمتری برخوردار است. با توجه به اینکه در بیشتر پروژه های مطالعات ژئوتکنیک یک آزمایش کلیدی است بسیار مقرون به صرفه است.
هیدرومتری
این آزمایش در جهت تکمیل آزمایش دانه بندی خاک انجام می گیرد. با توجه به این امر که بخش ریز دانه ی خاک را با توجه به ابعاد دانه ها امکان اندازه گیری و تفکیک با الک را ندارد بنابراین با استفاده از مواد جدا کننده مانند هگزامتافسفات سدیم و بر مبنای قانون استوکس ته نشین و اندازه ی دانه ها برآورد می شود.
آزمایش دانه بندی خاک
همان طور که می دانید ابعاد و شکل دانه ی خاک نقش موثری در رفتار خاک دارد.
بنابراین آزمایش دانه بندی خاک با استفاده از الک در همه ی پروژه های مطالعات ژئوتکنیک انجام می پذیرد
و بر این اساس درصد تشکیل دهنده ی دانه های خاک برای تعیین و نتیجه ی آزمایش در کنار اکثر آزمایشات
مکانیک خاک امکان نشان دادن رفتار خاک را دارند.
