ایستاسازه
En Ar

خانه - آموزش - آزمایش خاک (مطالعات خاک یا مطالعات ژئوتکنیک) چیست؟ (Site Investigation)

آزمایش خاک یا مطالعات خاک و یا مطالعات ژئوتکنیک شاخه ای تخصصی از مهندسی عمران می باشد که با هدف تعیین خواص مهندسی خاک و سنگ و نحوه اندرکنش آنها با توسعه عمرانی آینده و کاربرد آن در ساخت و ساز ساختمان و انواع سازه، بحث و گفتگو می نماید. هدف از آزمایش خاک و مطالعات ژئوتکنیک تعیین متغیرهای مورد نظر به منظور:


1) طراحی:


  • شالوده
  • زیرساخت ها
  • سازه های زیرزمینی

2) تخمین ریسک های:


  • ژئوتکنیکی
  • زیست محیطی
  • هیدروژئولوژیکی
  • ژئولوژیکی

برای انسان و محیط می باشد.


با انجام آزمایش خاک و مطالعات ژئوتکنیک در پروژه های ساختمانی به ایمنی بالاتر و عملکرد بهینه می توان رسید.

هدف از انجام آزمایش خاک
هدف از انجام مطالعات ساختگاه

آزمایش مکانیک خاک چیست؟

تعریف آزمایش خاک:

هر سازه ای در هر اندازه ای (چه برج میلاد و چه ساختمان ویلایی یک طبقه) نیروی وزن خود (و نیروی افقی ناشی از باد و …) را به خاک زیرین خود انتقال می دهد. بنابراین لازم است مقاومت و رفتار خاک زیرین سازه بررسی گردد. آزمایش مکانیک خاک، بعد از حفاری دستی و حفاری ماشینی خاک ساختمان شما، تعیین می کند که خاک ملک شما از چه نوع تیپ خاکی است و چقدر ظرفیت باربری دارد. نتیجه این آزمایش ها پس از گمانه زنی قابل حصول خواهد بود.

مهمترین تجهیزات آزمایش مکانیک خاک به شرح ذیل می باشد:

در آزمایشگاه مکانیک خاک وجود هر یک از وسایل زیر جهت سهولت و انجام آزمایش مکانیک خاک الزامی است.


1. مجموعه الک آزمایشگاهی جهت انجام آزمایش مکانیک خاک.

2. دستگاه الک لرزان (شیکر الک) آزمایشگاهی جهت انجام آزمایش مکانیک خاک.

3. آون.

4. ترازوی دیجیتال آزمایشگاهی.

5. چکش و قالب تراکم خاک.

6. دستگاه کاساگراند.

7. وسایل ارزش ماسه ای.

8. دستگاه CBR.

9. دستگاه هیدرومتری.

10. دستگاه سه محوری

11. دستگاه برش مستقیم خاک.

12. دستگاه تک محوری.


آزمایش خاک ساختمان چیست؟


آزمایش خاک ساختمان، جهت ساخت و ساز کاربرد دارد. قبل از شروع هر اقدام دیگری جهت ساخت یک بنا و یا به عبارتی یک سازه یا یک ساختمان، ابتدا آزمایش خاک ساختمان گرفته می شود تا وضعیت خاک منطقه مورد بررسی قرارگیرد. آزمایش هایی جهت دانه بندی خاک، تعیین تیپ خاک، مقاومت برشی، میزان تحمل بار، حد نفوذپذیری، چگالی خاک و بسیاری از آزمایشات دیگر که در شناخت رفتار و مشخصات خاک برای احداث یک سازه و یا یک بنا موثر هستند تحت عنوان آزمایش خاک ساختمان انجام می شوند.


مراحل آزمایش خاک چیست؟


به طور کلی می توان 4 مرحله اصلی را برای انجام آزمایش خاک ساختمان تا مرحله اخذ مجوزهای لازم در نظر گرفت. در مرحله اول با حضور مهندسین و ارسال تجهیزات حفاری، نمونه گیری از خاک محل انجام می شود. و در مرحله دوم با ارسال نمونه ها به آزمایشگاه مکانیک خاک، آزمون های مربوطه انجام می شود.


نمونه بردای صحرایی


در مرحله نمونه برداری، با اعزام مهندسین و دستگاه های حفاری به محل احداث پروژه، از زمین مورد نظر تعدادی نمونه با توجه به ابعاد زمین و زیر بنای ساختمان گرفته می شود. همچنین شمالی یا جنوبی بودن ملک تاثیر زیادی در روش حفاری دارد. اگرچه حفاری به دو روش دستی و ماشینی امکان پذیر است. اما در حال حاضر برای اخذ مجوز در تهران، حفاری دستی به تنهایی غالبا مورد قبول نیست و حتما باید با تجهیزات و دستگاه های حفاری این کار انجام شود. روش های حفاری مرسوم برای آزمایش خاک، حفاری آبشویی و مغزه گیری پیوسته هستند که انتخاب روش نهایی در آزمایش خاک ساختمان، با توجه به جنس خاک، نوع پروژه و … انجام می گردد.

اهداف آزمایش خاک (مطالعات ژئوتکنیک)

مطالعات ژئوتکنیک خاک برای مقاصد مختلفی می تواند انجام گردد:     


  • اثرات پروژه بر روی محیط           
  • بررسی شرایط ایمنی و پایداری سازه موجود        
  • مقاوم سازی سازه
اهداف مختلف انجام مطالعات‌خاک
اهداف مختلف انجام مطالعات خاک

روش انجام مطالعات خاک (مطالعات ژئوتکنیک)

مطالعات خاک در 2 قسمت انجام می گردد:

دو حوزه مختلف مطالعات ساختگاه
دو حوزه مختلف مطالعات ساختگاه
  1. مطالعات صحرایی (میدانی): بررسی دقیق محل احداث پروژه و جمع آوری اطلاعات و داده های مورد نیاز و همچنین حفر گمانه های شناسایی، انجام آزمایش های برجا مانند آزمایش نفوذ استاندارد(SPT) ، آزمایش نفوذ مخلوط(CPT) ، آزمایش برش پره(Vane) ، پرسیومتر، بارگذاری صفحه و برش برجا، اندازه گیری نفوذپذیری (آزمایش لوژان و آزمایش لوفران).
آزمایش های برجا در ساختگاه های مختلف
آزمایش های برجا در ساختگاه های مختلف
  1. مطالعات آزمایشگاهی: انجام آزمایش های مورد نیاز شامل: آزمایش های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی بسته به نوع و جنس خاک، نظیر:

  • آزمایش دانه بندی (Particle Size Analysis):
آزمایش دانه بندی (Particle Size Analysis)

با توجه به اهمیت پی بردن به توزیع و اندازه دانه های خاک، آزمایش دانه بندی خاک در اکثر آزمایشگاه ها انجام می شود.



دانه بندی به دو روش عمده انجام می شود:


  • الک: در روش دانه بندی با الک، درصد وزنی دانه های مختلف خاک را با استفاده از مجموعه ای از الک ها و لرزاندن آنها، به دست می آورند. این آزمایش غالبا برای جدا کردن ذرات بزرگتر از الک 200 استفاده می شود و درصد حضور شن و ماسه در خاک مورد نظر مشخص می شود.
تجهیزات آزمایش دانه بندی (Particle Size Analysis) - شرکت عمرانی مهندسی ایستا سازه
تجهیزات آزمایش دانه بندی , مطالعات خاک (Particle Size Analysis)
  • هیدرومتری: همچنین در خاک ریز دانه برای ارزیابی توزیع ذرات در خاک و مشخص نمودن درصد لای و رس از آزمایش هیدرومتری استفاده می شود.
تجهیزات آزمایش هیدرومتری - آزمایش خاک ساختمان (Hydrometer Analysis) - شرکت عمرانی ایستا سازه
تجهیزات آزمایش هیدرومتری , مطالعات خاک (Hydrometer Analysis)
آزمایش حدود اتربرگ (Atterberg limits test)

خاک های ریزدانه با افزایش مقدار آب جذب شده حالات مختلفی به خود می گیرند. افزایش آب باعث پوشیده شدن دانه ها با یک لایه آب جذب شده سطحی می شود. با افزودن آب بیشتر، ضخامت لایه آب دور دانه ها اضافه شده، لغزش دانه ها روی یکدیگر راحت تر می شود. بنابراین رفتار خاک عملا به میزان آب داخل مجموعه بستگی دارد.

خاک ریزدانه بر حسب درصد رطوبتی که دارد می تواند در یکی از حالت های جامد، نیمه جامد، خمیری و مایع دسته بندی شود. حد فاصل بین این حالات به صورت نمودار زیر نشان داده می شود:

حالات مختلف خاک ریزدانه بر حسب رطوبت
حالات مختلف خاک ریزدانه بر حسب رطوبت

حد روانی (LL): (مرز بین حالت خمیری و حالت روانی خاک): درصد رطوبتی است که در این رطوبت و رطوبت های بالاتر از آن، خاک به صورت سیال لزج عمل می کند.

حد خمیری (PL): (مرز بین حالت خمیری و نیمه جامد): درصد رطوبتی است که خاک در این رطوبت تا قبل از حد روانی، به صورت خمیری رفتار می کند.

حد انقباض (SL): (مرز بین حالت نیمه جامد و جامد): درصد رطوبتی است که اگر رطوبت خاک از آن کمتر شود، تغییری در حجم خاک به وجود نمی آید.

شاخص خمیری (PI): (اختلاف حد روانی و خمیری خاک): درصدرطوبتی که باید به خاک اضافه شود تا از حد خمیری به حد روانی برسد.

شاخص روانی (LI): برابر نسبت اختلاف بین درصد رطوبت خاک در محل با حد خمیری، تقسیم بر شاخص خمیری است.

تجهیزات ازمایش حدود اتربرگ (Atterberg limits test)
تجهیزات آزمایش حدود اتربرگ , مطالعات خاک (Atterberg limits test)
  • آزمایش نفوذ پذیری (Permeability Test):
آزمایش نفوذ پذیری (Permeability Test)

با توجه به وجود فضاهای خالی در داخل خاک امکان جریان یافتن آب از نقاط با انرژی بالا به نقاط با انرژی پایین فراهم است. بنابراین به طور کلی، خاک را می توان نفوذپذیر دانست. بدین جهت تخمین مقدار تراوش زیرزمینی در شرایط هیدرولیکی مختلف، جهت بررسی مسائل مربوط به پمپاژ آب در عملیات ساختمانی زیرزمینی و برای تحلیل پایداری سدهای خاکی و سازه‌های نگهدارنده خاک تحت نیروهای تراوش ضرورت دارد. نفوذپذیری زیاد بیانگر این است که آب با سرعت از درون حفرات خاک جریان می یابد. ضریب نفوذپذیری در آزمایشگاه به 2 صورت انجام می گردد:

  • آزمایش با بار ثابت (Constant head)
  • آزمایش با بار افتان (Falling head)
تجهیزات آزمایش نفوذ پذیری - آزمایش خاک ساختمان (Permeability Test)
تجهیزات آزمایش نفوذ پذیری (Permeability Test) (شکل سمت راست: بار ثابت و شکل سمت چپ: بار افتان)
آزمایش‌های سه محوری (Triaxial Test)

نمونه خاک درون محفظه ای قرار گرفته و سپس فشار همه جانبه به آن وارد می شود. که در این حالت اگر شیرهای خروج آب باز گذاشته شود و سرعت انجام آزمایش به قدر کافی کم باشد، نمونه تحکیم می یابد و فشار منفذی به صفر می‌رسد. پس از این مرحله با اعمال تنش انحرافی نمونه گسیخته می شود در صورتی که در این مرحله شیرهای خروج آب باز نگه داشته شود و سرعت انجام آزمایش به قدر کافی کم باشد، نمونه زهکشی می شود. این آزمایش تحت فشارهای جانبی مختلف تکرار می شود سپس دوایر موهر و پوش آن‌ها رسم می گردد، شیب خط پوش گسیختگی، زاویه اصطکاک داخلی خاک و عرض از مبدأ آن چسبندگی خاک را به دست می دهد. این آزمایش به سه شکل انجام می گیرد:

1) تحکیم یافته زهکشی شده (CD):


مرحله 1: ابتدا  فشار همه جانبه اعمال می شود. سپس اجازه زهکشی کامل به نمونه داده می شود تا فشار آب حفره ای به صفر برسد.
مرحله 2: تنش انحرافی به آرامی (با سرعت کم) اعمال می شود و اجازه زهکشی داده می شود تا فشار آب حفره ای به صفر برسد. در لحظه گسیختگی نیز فشار آب حفره ای صفر خواهد بود.
لذا برای آزمایش تحکیم یافته زهکشی شده در لحظه گسیختگی، داریم:

آزمایش تحکیم یافته زهکشی شده در لحظه گسیختگی
آزمایش تحکیم یافته زهکشی شده در لحظه گسیختگی - آزمایش خاک ساختمان
آزمایش تحکیم یافته زهکشی شده در لحظه گسیختگی

2) تحکیم یافته زهکشی نشده (CU):


مرحله 1: ابتدا فشار همه جانبه اعمال می‌شود و سپس اجازه زهکشی کامل به نمونه داده می شود تا فشار آب حفره ای به صفر برسد.
مرحله 2: تنش انحرافی به آرامی (با سرعت کم) اعمال می شود و اجازه زهکشی داده نمی شود لذا در این مرحله مقدار فشار آب حفره ای برابر صفر نخواهد بود.
لذا برای آزمایش تحکیم یافته زهکشی نشده در لحظه گسیختگی، داریم:

آزمایش تحکیم یافته زهکشی نشده در لحظه گسیختگی - آزمایش خاک ساختمان - شرکت عمرانی ایستاسازه
آزمایش تحکیم یافته زهکشی نشده در لحظه گسیختگی

3) تحکیم نیافته زهکشی نشده (UU):


مرحله 1: ابتدا فشار همه جانبه اعمال می شود اما اجازه زهکشی به نمونه داده نمی شود. لذا در این مرحله مقدار فشار آب حفره ای برابر صفر نخواهد بود.
مرحله 2: تنش انحرافی به آرامی (با سرعت کم) اعمال می شود و اجازه زهکشی داده نمی شود.
لذا برای آزمایش تحکیم نیافته زهکشی نشده در لحظه گسیختگی، داریم:

آزمایش تحکیم نیافته زهکشی نشده در لحظه گسیختگی
آزمایش تحکیم نیافته زهکشی نشده در لحظه گسیختگی
تجهیزات آزمایش‌های سه محوری , مطالعات خاک (Triaxial Test) - آزمایش خاک ساختمان - شرکت‌مهندسی ایستاسازه
تجهیزات آزمایش‌های سه محوری , مطالعات خاک (Triaxial Test)

  • آزمایش برش مسقیم (Direct Shear Test):
آزمایش برش مسقیم (Direct Shear Test)

در این آزمایش نمونه خاک درون دستگاه که از دو قسمت جدا از هم تشکیل شده قرار می گیرد. قسمت پایین دستگاه ثابت بوده و امکان جابجایی ندارد اما قسمت بالایی دستگاه می تواند بر روی قسمت پایین جا به جا شود و میزان جا به جایی آن در طول آزمایش اندازه‌گیری می گردد. در آزمایش برش مستقیم، ابتدا بار قائم به نمونه اعمال می گردد. سپس بار برشی به نیمه بالایی دستگاه تا گسیخته شدن نمونه، اعمال می گردد. تنش برشی و قائم در لحظه گسیختگی برابر است با:

تنش برشی و قائم در لحظه گسیختگی

که A سطح مقطع گسیختگی می باشد. تعدادی آزمایش با تنش‌های قائم متفاوت، تکرار می‌گردد. زاویه اصطکاک داخلی نمونه مورد آزمایش برابر شیب خط به دست آمده خواهد بود:

نمودارها و تجهیزات آزمایش برش مسقیم (Direct Shear Test)
نمودارها و تجهیزات آزمایش برش مسقیم , مطالعات خاک (Direct Shear Test)
  • آزمایش تحکیم (Consolidation Test):
آزمایش تحکیم (Consolidation Test)

آزمایش تحکیم یک بعدی معمولاً بر روی خاک‌های ریزدانه انجام می گردد. در این آزمایش نمونه خاک داخل یک محفظه فلزی مهار شده و بین دو سنگ متخلخل و درون یک ظرف استوانه ای پر از آب قرار می گیرد. یک صفحه بارگذاری فولادی که روی سنگ متخلخل قرار می گیرد، بار قائم وارده را به نمونه وارد می کند. این بار باعث نشست خاک می گردد. بار به صورت تدریجی افزایش داده می شود و توالی های بارگذاری و باربرداری به نمونه اعمال شده و نشست های نمونه تحت هر مرحله بارگذاری در زمان های مشخصی برداشت می گردد. در هر مرحله، بارگذاری تا زمانی ادامه می یابد که نشست نمونه قابل چشم پوشی بوده و اضافه فشار به وجود آمده تحت آن بار حذف شود.

تجهیزات آزمایش تحکیم خاک , مطالعات ژئوتکنیک (Consolidation Test)
تجهیزات آزمایش تحکیم خاک , مطالعات ژئوتکنیک (Consolidation Test)
  • آزمایش تک محوری (Unconfined Compression Test):
آزمایش تک محوری (Unconfined Compression Test)

آزمایش تک محوری (مقاومت فشاری ساده یا مقاومت فشاری محدود نشده) حالت خاصی از آزمایش سه محوری تحکیم نیافته زهکشی نشده می باشد که در آن تنش همه جانبه برابر صفر می باشد. در این آزمایش، تنش انحرافی اعمالی به نمونه باعث گسیختگی آن می گردد.

تجهیزات آزمایش تک محوری خاک , مطالعات ژئوتکنیک (Unconfined Compression Test)- شرکت ‌مهندسی ایستا سازه
تجهیزات آزمایش تک محوری خاک , مطالعات ژئوتکنیک (Unconfined Compression Test)
  • آزمایش های شیمیایی
  • آزمایش باربری کالیفرنیا (California Bearing Ratio, CBR):
ازمایش باربری کالیفرنیا (California Bearing Ratio, CBR)

اين آزمايش در سال ۱۹۲۹ ميلادی و قبل از جنگ جهانی دوم، در اداره راهسازی ايالت كاليفرنيای آمريكا مورد استفاده قرار گرفت. به كمك اين آزمايش مقاومت برشی خاک در يك رطوبت و وزن مخصوص معين، مشخص مي شود.

این متغیر در:

  • پي سازی برای بيان كيفيت نسبی خاک زير پی
  • در راهسازی برای به دست آوردن مقاومت برشی خاك در برابر بارهای ترافيكی

از اهميت زیادی برخوردار است.

بنا به تعريف: آزمایش CBR عبارت است از بار لازم براي نفوذ پیستون استاندارد با شکل، سرعت و عمق معين در يك نمونه مورد آزمايش به نیروی لازم برای فروبردن پیستونی با همین ویژگی ها در مصالح استاندارد.

هرچه سطح خاک از مقاومت بیشتری برخوردار باشد، مقدار نرخ CBR بیشتر خواهد بود. مواد استاندارد برای این آزمایش، سنگ آهکی خرد شده کالیفرنیا است که مقدار CBR آن برابر 100 است، این مقدار نشان می دهد که مشاهده مقادیر بیش از ۱۰۰ در خاک های متراکم دور از انتظار نیست. رابطه زیر روش به دست آوردن این مقدار را نشان می دهد که در آن p فشار اندازه گیری شده در سایت و ps فشار لازم برای رسیدن به نفوذ برابر در خاک استاندارد است.

مقدار نرخ CBR
تجهیزات ازمایش باربری کالیفرنیا (California Bearing Ratio, CBR)
تجهیزات آزمایش باربری کالیفرنیا , مطالعات ژئوتکنیک (California Bearing Ratio, CBR)

آزمایش CBR - شرکت عمرانی مهندسی ایستاسازه
آزمایش CBR
  • آزمایش تراکم (Compaction Test):
آزمایش تراکم (Compaction Test)

در بسیاری از سازه های خاکی، مثل سدها، دیوارهای حائل، بزرگراه ها و فرودگاه ها متراکم کردن خاک امری ضروری می باشد.

متراکم کردن خاک عبارت است از کم کردن حجم خاك در اثر خارج ساختن هوا با استفاده از اعمال نیرو. در این حالت اصطكاك بین ذره ها بیشتر شده و وزن واحد آن زیاد می شود. این وزن، معیار تراكم خاک است.

تراكم به منظور افزایش مقاومت برشی و كاهش نفوذپذیری انجام می شود. عوامل مؤثر در تراكم خاك عبارتند از:

  • نوع خاک
  • انرژی
  • رطوبت

پروكتور در سال 1933 روشی ابداع كرد که به وسیله آن حداكثر وزن مخصوص خشک خاک تعیین می گردد. این آزمایش به نام آزمایش تراكم پروكتور مشهور می باشد.

آزمایش پروکتور به دو روش انجام می پذیرد:

1) روش استاندارد (تراکم دستی): در این روش از چکشی به وزن 5/5 پوند و ارتفاع سقوط 13 اینچ (یک فوت) وتعداد 56 ضربه در سه لایه تراکم و قطر قالب 6 اینچ استفاده می گردد.

2) روش اصلاح شده (تراکم پیشرفته): در این روش از چکشی به وزن 10 پوند و ارتفاع سقوط 18 اینچ (یک و نیم فوت) و تعداد 25 ضربه در پنج لایه تراکم و قطر قالب 4 اینچ استفاده می گردد.

تجهیزات آزمایش تراکم خاک , مطالعات ژئوتکنیک (Compaction Test) - آزمایش خاک ساختمان
تجهیزات آزمایش تراکم خاک , مطالعات ژئوتکنیک (Compaction Test)

  • آزمایش مقاومت فشاری بتن (Compressive strength of concrete):
آزمایش مقاومت فشاری بتن (Compressive strength of concrete)

مقاومت فشاری به صورت مقاومت در برابر خرابی تحت بار فشاری تعریف می گردد. مقاومت فشاری بتن یکی از مشخصه های مهم بتن می باشد. در پروژه های مختلف از قسمت های بتنی، حداقل 3 نمونه تهیه می گردد. نمونه های بتن ساخته شده تحت نیروی فشاری برای به دست آوردن مقاومت فشاری، مورد آزمایش قرار می گیرند. مقاومت فشاری با تقسیم بار شکست به سطح مقطع نمونه، معمولاً پس از 28 روز از نگه داری و عمل آوری بتن محاسبه می شود. هرچه نسبت آب به سیمان کمتر باشد مقاومت فشاری بالاتر خواهد بود.

تجهیزات ازمایش مقاومت فشاری بتن - 
آزمایش خاک ساختمان (Compressive strength of concrete) - ایستا سازه
تجهیزات آزمایش مقاومت فشاری بتن (Compressive strength of concrete) (نمونه استوانه ای و مکعبی)

آزمایش های آزمایشگاهی مطالعات ساختگاه
آزمایش های آزمایشگاهی مطالعات ساختگاه (مطالعات ژئوتکنیک)

در نهایت و پس از جمع آوری نتایج آزمایش های صحرایی و آزمایشگاهی، با بررسی نتایج فوق و حذف نتایج نامعتبر، شرایط موجود تفسیر گردیده و بر اساس آن در قالب گزارش مطالعات ژئوتکنیک، توصیه های فنی و اجرایی مربوط به پروژه بر اساس استانداردهای معتبر داخلی و خارجی ارائه می گردد که در صورت لزوم مورد تأیید سازمان نظام مهندسی استان تهران نیز قرار خواهد گرفت.

کاربردهای مطالعات خاک (مطالعات ژئوتکنیک)

علاوه بر اهمیت مطالعات ژئوتکنیک در ساخت و سازهای شهری، مسکونی و تجاری می توان کاربردهای زیر را نیز برشمرد:


  • پروژه های نفت و گاز و ساخت سازه های تخصصی
  • پروژه های مربوط به احداث خطوط انتقال نیرو
  • احداث سد و نیروگاه های آبی
  • مشاوره پروژه و طرح های آبرسانی و سیستم های فاضلاب صنعتی و شهری
  • پروژه های ساخت و ساز شهری، مسکونی و تجاری
  • اکتشاف و حفر معدن

اهداف انجام مطالعات خاک (مطالعات ژئوتکنیک)

مهمترین اهداف و نتایجی که از مطالعات ژئوتکنیک و بررسی های ژئوتکنیکی می توان به دست آورد:

  • شناسایی کامل لایه های زیرزمینی
  • تعیین مشخصات فیزیکی و مکانیکی لایه ها
  • مشخص نمودن نوع پی ساختمان و نحوه استقرار آن
  • عمق مناسب برای پی
  • برآورد ظرفیت باربری شالوده و تعیین ضریب مربوطه
  • وزن مخصوص خاک
  • زاویه اصطکاک داخلی موثر
  • ضریب چسبندگی
  • مدول الاستیسیته
  • دسته بندی نوع زمین براساس آیین نامه 2800 ایران (تیپ 1، 2، 3 یا 4)
  • مناسب ترین نوع سیمان
  • تست بتن
  • بررسی آب های زیرزمینی منطقه
  • مشخص شدن وضعیت لرزه خیزی منطقه
  • استخراج اطلاعات دقیق از سنگ بستر
  • مطالعات زمین شناسی و لرزه خیزی
  • موقعیت مکانی لرزه های پیشین احتمالی
  • تعیین فاصله گسل های نزدیک به پروژه
  • هیدرومتری
  • آزمایش دانه بندی خاک
  • حدود اتربرگ
  • تعیین دانسیته
  • رطوبت خاک
  • تعیین جنس و نوع خاک منطقه
  • مشاوره در زمینه انتخاب و طراحی بهترین نوع پی
  • آزمایشات میزان پایداری خاک در برابر حوادث طبیعی مثل زلزله
  • برآورد صحیح ظرفیت باربری پی سازه
  • محاسبه تنش و فشار جانبی خاک
  • مشاوره در زمینه گودبرداری
  • ارائه راهکاری بهینه سازی شالوده سازه
  • تعیین نتایج مربوط به تست های مکانیک خاک و سنگ
  • آزمایش های کنترل کیفی خاک و بتن
  • مطالعات و اجرای عملیات مقاوم سازی
  • کنترل جوش

نتیجه گیری

انواع آزمایش خاک:

انواع آزمایش خاک های مختلفی برای بررسی خاک قبل از شروع پروژه ساخت و ساز ساختمانی وجود دارد. انتخاب هر یک از انواع آزمایش خاک جهت بررسی خاک بستگی به نوع ساخت و ساز و همچنین شرایط اقلیمی منطقه و زمین دارد. بعضی از انواع آزمایش خاک به شرح زیر می باشد:

1. آزمایش اس پی تی (SPT) یا آزمایش نفوذ استاندارد:

از انواع آزمایش خاک می توان به آزمایش اس پی تی یا آزمایش نفوذ استاندارد اشاره کرد، که یکی از مهم‌ترین آزمایش‌هایی است که در محل احداث سازه انجام‌ می‌گیرد. نحوه اجرای این آزمایش این گونه است که یک وزنه ۵/۶۳ کیلوگرمی از فاصله ۷۶ سانتی‌ متری سقوط‌ می‌کند و میزان نفوذ آن در داخل خاک محاسبه‌ می‌شود و در نهایت با استفاده از مقدار نفوذ وزنه در خاک، تیپ خاک مشخص‌ می‌شود.

2. آزمایش هم ارز (معادل) ماسه: یکی دیگر از انواع آزمایش خاک، آزمایش هم ارز ماسه است که می توان از آن در جهت به دست آوردن نسبت ماسه به خاک استفاده کرد.

3. آزمایش هیدرومتری: این آزمایش برای مشخص کردن دانه ‌بندی خاک‌ های رد شده از الک شماره ۲۰۰ و کامل کردن منحنی ‌های دانه ‌بندی می باشد.

4. آزمایش حد روانی: آزمایش حد روانی جهت به دست آوردن درصد رطوبتی است که خاک از حالت خمیری خارج می‌ شود و به صورت روان در می ‌آید.

5. آزمایش دانه ‌بندی به روش سرند کردن: دسته ‌بندی ذرات تشکیل دهنده از نظر اندازه و مقایسه آن ‌ها با استاندارد های موجود می باشد.

6. آزمایش برش مستقیم: در جهت به دست آوردن پارامترهای مقاومت برشی خاک است.

7. آزمایش سه محوری: به دست آوردن مقاومت برشی خاک در خاک ‌های چسبنده، غیر چسبنده و دانه ‌ای.

8. آزمایش ضریب نفوذپذیری از طریق آزمایش بار آبی افتان: در جهت مشخص کردن ضریب نفوذپذیری.

9. تعیین ضریب نفوذپذیری از طریق آزمایش بار آبی ثابت: به منظور محاسبه ضریب نفوذپذیری خاک.

10. آزمایش تک محوری خاک چسبنده: به دست آوردن پارامترهای مقاومت برشی در خاک‌ های چسبنده.

11. آزمایش تحکیم: بررسی واکنش بعضی از خاک ها در برابر بارهای فشاری.

12. آزمایش تراکم: بررسی واکنش خاک در برابر نیروهای تراکمی.

آزمایش خاک برای ساختمان سازی

با ارسال نمونه های جمع آوری شده به آزمایشگاه، جهت آزمایش خاک برای ساختمان سازی، آزمون هایی که برای تعیین جنس و خواص خاک ضروری هستند، اجرا می شوند. از آزمایش های مورد نیاز جهت آزمایش خاک برای ساختمان سازی، می توان به آزمایش تحکیم، CBR، برش مستقیم، آزمایش سه محوری، آزمایش نفوذپذیری، تراکم پروکتور، تجهیزات آزمایش هیدرومتری و … اشاره کرد.

در قسمت آزمایش خاک برای ساختمان سازی، آزمایش های مکانیکی و فیزیکی روی خاک انجام می شود. آزمون های مکانیکی با هدف تعیین مشخصات مکانیکی و متناسب، به نوع خاک و اهداف مربوطه بستگی دارد که آزمایشاتی مثل برش مستقیم، تک محوری و سه محوری فشاری و کششی و بسیاری از آزمایش های دیگر را در بر می گیرد. در آزمایشات فیزیکی، اهدافی همچون دانه بندی، حدود اتربرگ، هیدرومتری، قطر دانه ها و … محقق می شود.

به دلیل اهمیت و حساسیت بالایی که آزمون های آزمایشگاهی دارند، حتما باید توسط افراد با تجربه و دارای مدارک معتبر دانشگاهی اجرا شوند تا در اجرا و سپس تحلیل نتایج، کمترین خطا و بالاترین دقت مشاهده گردد.

کاربرد های آزمایش خاک ساختمان

آزمایش خاک برای ساختمان سازی کاربردهای مختلفی اعم از: تعیین تیپ خاک، دانه بندی، وضعیت و مقاومت خاک، میزان استحکام در برابر بار را دارد.

از کاربردهای نهایی این آزمایشات نیز می توان به دریافت مجوز ساخت و ساز از شهرداری تهران و تاییدیه نظام مهندسی اشاره کرد که  برای شروع به کار پروژه ها ضروری و حیاتی است.

در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :

در زمینه پایدارسازی گود بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه طراحی و مشاوره ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه بهسازی خاک بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه تخریب و خاکبرداری بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه ابنیه و ساختمان بیشتر مطالعه کنید : 

مطالب مرتبط :

سایر مقاله ها

خطا ها و محدودیت ها و مزایای مدل سازی فیزیکی با استفاده از دستگاه سانتریفیوژ ژئوتکنیکی

نیروهای حجمی ناشی از گرانش نقش بسیار مهمی در مسائل [...]


بیشتر بخوانید

تئوری، ساز و کار و فرضیات مدل سازی فیزیکی با استفاده از دستگاه سانتریفیوژ ژئوتکنیکی

یکی از بهترین روش های بررسی یک پدیده در مهندسی، [...]


بیشتر بخوانید

قوانین مقیاس و کاربرد‌های مدل سازی فیزیکی با استفاده از دستگاه سانتریفیوژ ژئوتکنیکی

یکی از بهترین روش های بررسی یک پدیده در مهندسی، [...]


بیشتر بخوانید

آزمایش آماس سنگ (Swelling testing of rock)

در طی حفر فضاهای زیرزمینی احتمال وجود شرایط مختلف زمین [...]


بیشتر بخوانید