تبلیغات
پورتال علمی فرهنگی هنری تفریحی کرکبود - شناخت و ارزیابی ساختگاه
پورتال علمی فرهنگی هنری تفریحی کرکبود
مقالات تخصصی , علمی ,فرهنگی ,هنری ,مطالب جالب, خواندنی ,دیدنی ,تفریحی , کرکبود

آخرین مطالب سایت

طبقه بندی مطالب سایت

شناخت و ارزیابی ساختگاه

شناخت و ارزیابی ساختگاه

چکیده 

در این مقاله سعی شده است مبانی مطالعات ژئوتکنیک با دیدگاه کاربردی مورد توجه قرار گیرد و اطلاعات کلی مورد نیاز که در گزارشات ژئوتکنیک مدنظر قرار می گیرد و باید مورد توجه مهندسان ناظر و مجریان قرار گیرد ارائه شود. در هر حال برای اخذ اطلاعات بیش تر به مراجع ژئوتکنیک بالاخص مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان 1388 مراجعه شود. 

 


.


شناخت و ارزیابی ساختگاه از ضرورت های ساخت و ساز قبل از هر اقدام دیگر است. یکی از خطاهای مهم طراحی و اجرایی در شرایط حاضر احداث ساختمان بر روی زمین هایی است که هیچ مستندی از وضعیت فنی آن در دست نیست و صرفاً بر پایه ی حدس و گمان و فرضیات بنا می شوند. 
میزان اطلاعات لازم برای ارزیابی ساختگاه و هزینه ای که لازم است برای به دست آوردن آن صرف شود بستگی به عوامل مختلف از قبیل: 
الف) اطلاعات موجود از زمین های مجاور و سابقه ی ساخت و سازهای اطراف. 
ب) اهمیت سازه. 
ج) تعداد طبقات سازه. 
د) گستردگی سازه و بزرگی ابعاد زمین. 
هـ) معاینه ی محلی و وجود شرایط نامتعارف و ناهمگنی. 
و) موقعیت لرزه ای - امکان لغزش و روانگرایی.
ز) وجود آب های زیرزمینی. 
ح) عمق گودبرداری.
ط) موقعیت زمین از لحاظ وجود لایه های مشکل دار.
دارد که به توضیح عوامل ذکر شده می پردازیم. 
الف) اطلاعات موجود از زمین های مجاور ساختگاه می تواند از لحاظ تعداد گمانه ی مورد نیاز موقعیت آن ها کمک شایانی بنماید. اگر این اطلاعات حاکی از یکنواختی لایه ها در عمق باشد می تواند نتیجه ی کاهش تعداد گمانه ها و بالعکس افزایش آن ها را به دنبال داشته باشد. 
ب) اهمیت سازه هم می تواند در تصمیم گیری نسبت به حجم مطالعات مؤثر باشد. مطالعات ساختگاه برای احداث یک پروژه ی معمولی یا ساختمان عمومی مثل پل و منابع آب و استخر و آثار تاریخی می تواند از این دیدگاه متفاوت باشد. 
ج) بدیهی است هر چه وزن سازه بیش تر باشد تنش های ناشی از آن، عمق بیش تری را متأثر خواهد ساخت. بنابراین افزایش طبقات، حجم اطلاعات بیش تری را از عمق ساختگاه می طلبد. 
د) اطمینان از یکنواختی لایه های زیرین ساختگاه را ضرورت های مطالعات ژئوتکنیک است. این مهم در ساختگاه سازه های با ابعاد بزرگ از اهمیت بیش تری برخوردار است. عدم یکنواختی لایه های زیر پی در یک تراز ممکن است باعث ایجاد نشست های نامساوی گشته و باعث آسیب جدی به سازه گردد. 
هـ) معمولاً حفاری یک یا دو گمانه ی دستی و بررسی و معاینه ی محلی آن می تواند کمک شایانی به تشخیص میزان و روند مطالعات بعدی بنماید. تحقیقات محلی نیز از لحاظ وجود حفره ها و قنات های احتمالی ضروری است. 
و) در شرایط فقدان مطالعات ریزپهنه بندی لرزه ای، مطالعات لرزه ای بالاخص برای ساختمان های با اهمیت و بزرگ می تواند در تعیین دقیق ضرایب مربوط به زلزله مؤثر باشد. دقت بیش تر در تعیین این ضرایب می تواند کمک شایانی به افزایش ایمنی و اقتصادی شدن طرح بنماید. عمق لایه ها تا بستر و جنس آن ها می تواند تغییرات اساسی در پریود امواج ارتعاشی زلزله ایجاد نماید. نزدیک شدن مقدار این پریود به پریود ارتعاش سازه باعث تشدید ارتعاشات و افزایش آسیب پذیری سازه خواهد شد. در این مطالعات مسائل مربوط به لغزش زمین و روانگرایی خاک از اهمیت ویژه ای برخوردار است که باید مد نظر قرار گیرد. 
ز) وجود آب های زیرزمینی و تغییرات سطح تراز آن برای سازه های زیرزمینی و فشارهای وارد بر سازه به صورت جانبی یا بالارونده (uplift) باید بررسی شود. تغییرات سطح آب زیرزمینی بالاخص در لایه های رس ممکن است موجب تورم یا تحکیم و ایجاد نشست های نامتعارف گردد. 
ح) عمق گودبرداری نقش مهمی در تعیین ظرفیت باربری و تنش مجاز خاک در زیر پی دارد. در شرایطی که ساختمان نیاز به گودبرداری دارد باید اطلاعات لازم جهت تعین نحوه ی حفاظت از دیواره های گود و اجرای آن جمع آوری شود. 
ط) مطالعات و آزمایشات انجام شده در اصفهان و حومه ی آن حاکی از وجود تنوع خاک و لایه های مشکل دار می باشد: 
- وجود تغییرات شدید لایه های خاک به فاصله ی نزدیک و احتمال وجود لایه های لجنی و آلی و همچنین ماسه های ریز فاقد چسبندگی و دارای پتانسیل روانگرایی در حاشیه ی زاینده رود. 
- وجود تغییرات شدید لایه های خاک به فاصله ی نزدیک و احتمال وجود لایه های لجنی و آلی و همچنین ماسه های ریز فاقد چسبندگی و دارای پتانسیل روانگرایی در حاشیه ی زاینده رود. 
- وجود خاک های دستی در بافت مرکزی شهر و یا قبرستان های سابق با عمق قابل توجه. 
- وجود خاک هاس دستی و آلی با مقاومت پایین در مجاورت مادی ها و احتمال عدم یکنواختی لایه ها به فاصله ی اندک. 
- وجود خاک های دستی در محل های کوره های آجرپزی در شمال اصفهان و یا جوی های قدیمی که به مرور توسط خاک های دستی پر شده اند. 
- وجود قنات ها در مناطق شمال اصفهان - شاهین شهر - بهارستان و ... بالاخص آسیب پذیری از ناحیه ی قنات های متروکه. 
- وجود خاک های حامل املاح مضر چون سولفات ها و کلر در نواحی سپاهان شهر - بهارستان - شاهین شهر و غیره. 

ضرورت ایجاد بانک اطلاعات ژئوتکنیک برای شهر اصفهان 
 

تا کنون هزینه های زیادی توسط بخش های خصوصی و دولتی برای شناسایی وضعیت ژئوتکنیکی اصفهان به صورت موضعی انجام شده است. با جمع آوری و ساماندهی این اطلاعات و انتقال آن بر روی نقشه های GIS می توان مجموعه ی مناسبی را برای شناسایی خاک های مشکل دار به وجود آورد. این مجموعه کمک شایانی به روند مطالعات در پروژه های شهری و کنترل نتایج ژئوتکنیک برای مراجع کنترل خواهد نمود. 

آزمون های لازم برای ارزیابی ساختگاه 
 

آزمون های لازم برای ارزیابی ساختگاه معمولاً به صورت صحرایی و آزمایشگاهی انجام می شود و نتایج مطلوب زمانی به دست می آید که این دو حرکت همزمان انجام شود. 
عمده ی آزمون های صحرایی به شرح ذیل می باشد: 
1- نفوذ استاندارد SPT (Standard Penetration Test)
2- نفود مخروط CPT (Cone Penetration Test) 
3- نفوذ پذیری خاک SP (Soil Permability) 
4- بارگذاری صفحه ای PLT (Plate Load Test) 

آزمون های آزمایشگاهی:
 

1- تعیین درصد رطوبت 
2- تعیین وزن حجمی خاک 
3- آزمایش دانه بندی و هیدرومتری 
4- تعیین حدود آتربرگ 
5- تعیین ارزش ماسه ای 
6- تعیین چگالی ذرات خاک 
7- آزمایش تراکم 
8- آزمایش تحکیم 
9- تعیین ظرفیت باربری خاک (C.B.R) 
10- تعیین مقاومت فشاری تک محوری 
11- آزمایش برش مستقیم 
12- تعیین مقاومت فشاری سه محوری 

الف) آزمایش SPT 
 

آزمایش SPT معیار خوبی برای تخمین خواص مقاومتی خاک ها می باشد. برای مثال سفتی خاک های رسی را می توان به عدد نفوذ استاندارد ربط داد که این ارتباط به صورت جدول 1 می باشد: 

شناخت و ارزیابی ساختگاه
جدول 1: رابطه ی مقاومت فشاری و عدد نفوذ استاندارد 
 

همچنین از آزمایش SPT برای تخمین تراکم نسبی ماسه و زاویه ی اصطکاک تقریبی استفاده می شود که ارتباط عدد SPT و پارامترهای عنوان شده به صورت جدول 2 ارائه می گردد: 

شناخت و ارزیابی ساختگاه
جدول 2: رابطه ی تراکم نسبی و زاویه ی اصطکاک ماسه با عدد نفوذ استاندارد 
 

برای تخمین پارامترهای خاک از روی عدد SPT باید به نکات زیر توجه نمود: 
1- عددهای به دست آمده به صورت تقریبی هستند. 
2- با توجه به این که خاک به صورت همگن نیست عدد SPT به دست آمده برای یک گمانه دارای دامنه ی وسیعی می باشد. 
3- در خاک هایی که دارای قلوه سنگ و شن می باشند عدد SPT قابل قبول نمی باشد و گمراه کننده است. 
در آزمایش CPT که برای خاک های درشت دانه استفاده می شود به جای نمونه گیر SPT از یک مخروط توپر استفاده می گردد. 

ب) آزمایش بارگذاری صفحه ای در محل 
 

صفحه ی بارگذاری می تواند یک صفحه ی دایره ای به قطر 15 تا 75 سانتیمتر و یا صفحه ی مربع به ابعاد 30×30 سانتیمتر باشد. برای آزمایش ابتدا گودالی به عمق Df حفاری می شود. عرض گودال حداقل باید 4 برابر قطر صفحه ی بارگذاری باشد. سپس صفحه ی آزمایش روی خاک قرار داده می شود و به تدریج به وسیله ی یک جک بارهای مختلفی به آن داده می شود. بعد از هر افزایش بارگذاری، زمان کافی برای نشست داده می شود. بعد از این که نشست صفحه متوقف شد مقدار بار و نشست ثبت شده و بار اضافه می شود. با یادداشت نمودن مقدار بار و نشست برای هر افزایش بار، نمودار بار - نشست به صورت نمودار 1 رسم می شود. 
با استفاده از نتایج آزمایش بارگذاری صفحه ای، ظرفیت باربری نهایی پی واقعی می تواند از روابط زیر تخمین زده شود: 
qu صفحه = qu پی برای رس 
qu×(Bf/BP) صفحه = qu پی برای خاک ماسه ای 
نشست واقعی پی را می توان از نتایج آزمایش بارگذاری به دست آورد: 
(Bf/BP)×S صفحه = S پی برای رس
2[(BP+Bf)/Bf2]×S صفحه = S پی برای خاک ماسه ای
که BP عرض پی و Bf عرض صفحه ی بارگذاری می باشد.
از آزمایش بارگذاری صفحه ای برای تخمین پارامترهای الاستیکی خاک از قبیل مدول الاستیسیته ی خاک، ضریب واکنش بستر نیز استفاده می گردد. 

جمع آوری اطلاعات مورد نیاز 
 

در ساختمان های رایج شهری معمولاً بسته به ارتفاع، مساحت، اهمیت ساختمان، کیفیت خاک و با استفاده از آزمون های صحرایی و آزمایشگاهی می توان تحلیلی از وضعیت ساختگاه به دست آورد. 
اطلاعات مورد نیاز برای ساختمان های کم اهمیت و کم ارتفاع می تواند از طریق حفر یک یا چند گمانه ی دستی و معاینه ی محلی، تجربیات مشابه و قضاوت مهندسی و درصورت نیاز برداشت خاک به صورت دست خورده و دست نخورده و انجام آزمایشاتی چون تعیین دانه بندی، نوع خاک، ضریب اصطکاک و چسبندگی آن و ... به دست می آید. 
به این نوع ساختما ها در مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان تحت عنوان رده ی ژئوتکنیکی یک اشاره شده است. ساختمان های این رده ساختمان هایی هستند که از لحاظ ارتفاع تا چهار طبقه و کم تر از 12 متر و از لحاظ مساحت کم تر از 300 مترمربع و از لحاظ اهمیت دارای اهمیت کم و متوسط باشند. حداکثر گودبرداری در آن ها 2/5 متر و فاقد خاک مشکل دار و یا خطر برای مجاوران باشد و در عین حال انبوه سازی ها در این رده قرار نمی گیرند.
برای ساختمان با اهمیت و مرتفع می توان از طریق احداث گمانه های ماشینی در عمق زیادتر و کلیه ی آزمون های صحرایی و آزمایشگاهی اطلاعات مورد نیاز برای تحلیل لازم را به دست آورد. 

شناخت و ارزیابی ساختگاه
جدول 3: میزان نشست مجاز 
 

در مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان این نوع ساختمان ها به دو رده ی ژئوتکنیکی 2 و 3 تقسیم شده است. رده ی ژئوتکنیکی (2) ساختمان های تا 15 طبقه با شرایط معمولی ژئوتکنیکی، گودبرداری کم تر از 6 متر و یا دو طبقه ی زیرزمین، سازه ی نگهبان کم تر از 6 متر و یا ساخت و ساز بر روی خاکریزه های مهندسی را شامل می شود. 
ساختمان هایی که در رده ی ژئوتکنیکی 1 و 2 قرار نمی گیرند در رده ی سه دسته بندی می شوند. 
برای تعیین عمق گمانه ها در شروع کار روابطی تقریبی پیشنهاد شده است که به شرح ذیل می باشد: 
برای خاک ضعیف 6S0.7+Df 
برای خاک متوسط 5S0.7+Df 
برای خاک مناسب 3S0.7+Df 
که S تعداد طبقات و Df عمق استقرار پی می باشد. 
در هر حال تعداد و عمق گمانه ها باید به ترتیبی باشد که اطلاعات مورد نیاز را برای تحلیل و ارائه ی گزارش به دست دهد.
لازم به ذکر است در ضمن گمانه زنی ممکن است ضرورت های دیگری ایجاب نماید تا تعداد و عمق گمانه ها تغییر کند. 
در حین اجرای پروژه و در موقع گودبرداری نیز ممکن است علائمی ناشی از عدم یکنواختی و یا مغایرت با نتایج آزمایشات مشاهده شود که به آن ها باید توجه شود. 

شناخت و ارزیابی ساختگاه

بر طبق مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان معمولاً فاصله ی گمانه ها 30 متر و عمق گمانه برای ملاحظات زلزله 30 متر و یا تا تراز سنگ بستر انتخاب می شود. این عمق باید لایه های نشست پذیر را پوشش دهد. در پی های گسترده عمق گمانه بین دو حباب گسترش 10 درصد تنش کل زیر پی و 20 درصد تنش مؤثر بر جای خاک منظور شود که این عمق معمولاً برابر یا بزرگ تر از عرض پی می باشد. 
در پی های تکی و نواری بین 1/5 تا سه برابر عرض پی و بیش تر از عرض و یا ارتفاع ساختمان در نظر گرفته می شود. (برای مطالعات تکمیلی به مبحث هفتم فصل سوم مراجعه شود) 
معمولاً یک مهندس محاسب باید به نکات زیر در گزارش ژئوتکنیک توجه نماید: 
1- مقاومت مجاز خاک که بسته به نوع پی و ابعاد آن متفاوت می باشد و همچنین امکان لغزش و روانگرایی خاک در زیر پی. 
2- ضریب عکس العمل بستر پی برای تعیین نشست. 
3- تراز آب های زیرزمینی و تغییرات آن در فصل های مختلف. 
4- مشخصات فنی لایه ها در زیر پی و در دیواره ی گود جهت طراحی سازه ی نگهبان. 
5- املاح موجود در خاک جهت تعیین سیمان مصرفی. 
6- میزان نشست در زیر پی و توجه به نشست کلی و یا اختلاف نشست در زیر پی. 
برای سازه های بتن مسلح و فولادی میزان نشست مجاز بر طبق جدول 3 مدنظر قرار گیرد. 
در پایان لازم است به این نکته توجه شود که مهندسان طراح باید بر اساس مستندات مربوط به مشخصات فنی خاک اقدام به طراحی پی بنمایند و مهندسان ناظر از تطبیق مشخصات فنی در حین اجرا با نتایج گزارشات و همچنین وجود نقشه های اجرایی و راهکارهای لازم برای حفاظت از گود اطمینان حاصل نمایند. 

پی‌نوشت‌ها:
 

1- با همکاری آقای حسین امیری و سرکار خانم قادرزاده 
 

منابع و مآخذ 
1- «اصول مهندسی ژئوتکنیک» جلد اول و دوم تألیف براجا. ام. داس ترجمه ی شاپور طاحونی. 
2- «آزمایشگاه مکانیک خاک» تألیف دکتر اسماعیل افلاکی. 
3- «اصول طراحی پی» تألیف ابوالفضل اسلامی. 
4- «مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان 1388». 
ماهنامه ی فنی - تخصصی دانش نما، شماره ی پیاپی 173-172. 

نویسنده: مهندس مصطفی پسران بهبهانی (1)

پورتال  علمی فرهنگی هنری کرکبود

خواندنی ها و دیدنی های روز

جستجو

دسته بندی محصولات فروشگاه

← آمار کرکبود

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
============================== اخبار خوب ایران و جهان
فروشگاه اینترنتی کرکبود
فروشگاه بزرگ اینترنتی غضنفر
MRN دانلود جک اس ام اس آموزشی ... رایگان
سایت خبری بخوانید
فروشگاه بزرگ اینترنتی نردین شاپ