شرح کلی پروژه مسکونی شریعتی – یخچال:
پروژه مسکونی شریعتی – یخچال یکی از پروژه های مطالعات ژئوتکنیک شرکت ایستا سازه در شهر تهران واقع در منطقه 3 شهرداری می باشد. پروژه شریعتی – یخچال، در زمینی به مساحت 356 متر مربع و با زیربنای 1678 متر مربع در خیابان یخچال منطقه شریعتی قرار داشت. بر اساس طراحی سازه ای و معماری انجام شده و نقشه های ارائه شده توسط کارفرمای محترم پروژه، سازه ساختمان دارای 2 طبقه زیر زمین و 4 طبقه روی همکف می باشد که در مجموع به همراه طبقه همکف، 7 طبقه خواهد شد که سازه آن با استفاده از اسکلت بتن آرمه به صورت تیر و ستون بتن مسلح به عنوان سیستم باربر قائم و قاب خمشی متوسط به همراه دیوارهای برشی بتن مسلح به عنوان سیستم باربر جانبی اجرا خواهد گردید. با توجه به اینکه عرض زمین 14/5 متر و حداکثر عمق گود پروژه 6 متر می باشد، حداکثر عمق گمانه اکتشافی ماشینی مورد نیاز بر اساس رابطه ابلاغی واحد ژئوتکنیک سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران، 35 متر می باشد. این عدد از مجموع دو برابر عرض زمین و حداکثر عمق گود به دست می آید. همچنین حداقل تعداد گمانه های اکتشافی اعم از ماشینی و دستی بر اساس ضوابط و آیین نامه های ابلاغی سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران، تعیین می گردد که با توجه ابعاد هندسی و تعداد طبقات سازه آن، حفر 1 حلقه گمانه ماشینی به عمق 36 متر و 1 حلقه گمانه دستی به عمق 6 متر (متناسب با تراز زیر شالوده سازه ساختمان) در دستور کار قرار گرفت.
چالش های پروژه مسکونی شریعتی – یخچال:
به طور کلی آنچه که در اکثر پروژه های پایدارسازی و گودبرداری شهری در مرحله نخست و پیش از شروع هر فرآیند دیگری اعم از طراحی، تأمین مصالح و اجرا بسیار مهم و حائز اهمیت می باشد، انجام مطالعات ژئوتکنیک مطمئن و با کیفیت است تا بتوان بر اساس معیارها و پارامترهای گزارش شده در آن، طراحی ژئوتکنیکی سیستم پایدارسازی دیواره های گود را انجام داد. این موضوع می بایست مستقل از عوامل گوناگونی همچون تعداد حلقه و نوع گمانه اکتشافی اعم از دستی یا ماشینی و روش حفاری گمانه اکتشافی اعم از مغزه گیری ممتد (Continuous Boring) یا آب شویی (Wash Boring) برای هر نوع گزارش مطالعات ژئوتکنیک تنظیم شده صادق باشد. در این خصوص، آنچه که بیش از انجام آزمایشات آزمایشگاهی و آزمایش های برجا و نتایج به دست آمده از آنها اهمیت دارد، شواهد توصیفی از وضعیت کلی لایه های خاک در محل می باشد که می تواند بیش از نتایج آزمایش های کلاسیک مکانیک خاک معتبر بوده و حتی نتایج آزمایش های مکانیک خاک را رد یا تأیید نماید. زیرا در برخی از موارد، استفاده از تخصص و تجربیات فنی همکاران طراحی و اجرایی در پروژه های مشابه علاوه بر پیشگیری از صرف هزینه های مازاد و اضافی، می تواند نتایج واقع بینانه تری را به منظور انتخاب و طراحی سیستم پایدارسازی دیواره ها و تعیین روش های اجرایی به دست دهد. این امر بیشتر ناشی از دست خوردگی نمونه خاک گرفته شده از محل پروژه و استفاده از نمونه بازسازی شده جهت انجام آزمایش های مکانیک خاک در آزمایشگاه می باشد. این در حالی است که خاک بکر در محل پروژه مشخصات طبیعی خود را دارا می باشد و قابل انتظار هست پارامترهای شاخص به دست آمده از نمونه دست خورده در آزمایشگاه با پارامترهای شاخص طبیعی نمونه دست نخورده خاک بکر محل پروژه یکسان نبوده و متفاوت باشد. در بسیاری از مواقع، پارامترهای مقاومتی نمونه دست نخورده خاک بکر که آزمایش های انجام شده عمدتاً در محل گمانه اکتشافی دستی انجام می شود، از پارامترهای مقاومتی نمونه دست خورده که آزمایش های آن در آزمایشگاه مکانیک خاک انجام می شود، بالاتر است.
در پروژه مسکونی شریعتی – یخچال برای انجام مطالعات ژئوتکنیک و به دست آوردن پارامترهای ژئوتکنیکی مورد نیاز برای طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود و بر اساس تخصص همکاران اجرایی بخش مطالعات ژئوتکنیک شرکت ایستاسازه و تجربه کاری آنها در پروژه های مشابه در این منطقه، حفاری 1 حلقه گمانه اکتشافی دستی به عمق 6 متر (تراز زیر شالوده سازه ساختمان) و 1 حلقه گمانه اکتشافی ماشینی به روش آب شویی در دستور کار قرار گرفت.
راهکارهای ارائه شده در پروژه مسکونی شریعتی – یخچال:
تعیین نوع خاک زمین پروژه یا به عبارت بهتر جنس و طبقه بندی زمین ساختگاه پروژه از نظر نوع سنگ و خاک با استفاده از روابط و ضوابط آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله موسوم به استاندارد 2800 ایران صورت می پذیرد. نخستین و اصلی ترین روشی که این آیین نامه پیشنهاد می کند، استفاده از سرعت موج برشی (Vs) در لایه های مختلف خاک تا عمق 30 متری از تراز پایه می باشد. این پارامتر از نتایج آزمایشی تحت عنوان آزمایش درون چاهی دانهول (Downhole Seismic Testing) به دست می آید. روش دیگری که در صورت دسترسی نداشتن به سرعت موج برشی، توسط استاندارد 2800 پیشنهاد می گردد استفاده از تعداد ضربات نفوذ استاندارد (N1(60)) در خاک های دانه ای با اندازه کوچکتر از شن متوسط و مقاومت برشی زهکشی نشده (Cu) در خاک های چسبنده می باشد. این روش، پس از ویرایش چهارم استاندارد 2800 به آن افزوده گردید و در ویرایش های پیش از آن وجود نداشت. این آیین نامه برای توصیف جنس خاک و لایه بندی زمین، ساختگاه پروژه را به چهار نوع (تیپ) زمین شامل زمین نوع یک یا تیپ I (سنگ و شبه سنگ شامل سنگ های آذرین، دگرگونی و رسوبی و خاک های سیمانته بسیار محکم با حداکثر 5 متر مصالح ضعیف تر تا سطح زمین)، زمین نوع دو یا تیپ II (خاک خیلی متراکم یا سنگ سست شامل شن و ماسه خیلی متراکم، رس بسیار سخت با ضخامت بیشتر از 30 متر که مشخصات مکانیکی آن با افزایش عمق به تدریج بهبود یابد، سنگ های آذرین و رسوبی سست مانند توف و یا سنگ متورق و یا کاملاً هوازده)، زمین نوع سه یا تیپ III (خاک متراکم تا متوسط شامل شن و ماسه متراکم تا متوسط یا رس های سخت با ضخامت بیشتر از 30 متر) و زمین نوع چهار یا تیپ IV (خاک متوسط تا نرم شامل لایه های خاک غیر چسبنده با تراکم متوسط تا کم، لایه های خاک کاملاً چسبنده نرم تا محکم) تقسیم بندی می نماید.
در پروژه مسکونی شریعتی – یخچال نیز با انجام آزمایش نفوذ استاندارد (N1(60)) در محل گمانه اکتشافی ماشینی، تعداد ضربات نفوذ استاندارد (N1(60)) به دست آمد و بر اساس الزامات و ضوابط مندرج در استاندارد 2800 ایران، نوع زمین محل پروژه تیپ II تعیین گردید.
با استفاده از نمونه های به دست آمده از گمانه های اکتشافی، مشاهده گردید که جنس خاک در 20 سانتی متری نخست گمانه به صورت خاک دستی و نباتی می باشد. پس از عمق مذکور تا عمق 6 متری (حداکثر عمق گود) جنس لایه های خاک محل پروژه غالباً به صورت ماسه رس دار و ماسه بد دانه بندی شده می باشد.
برای به دست آوردن پارامترهای شاخص و مقاومتی خاک و همچنین پارامترهای فیزیکی خاک برای ساختگاه پروژه، آزمایش نفوذ استاندارد در محل گمانه اکتشافی ماشینی و سایر آزمایش های کلاسیک مکانیک خاک همچون دانه بندی و هیدرومتری، وزن مخصوص، درصد رطوبت، حدود اتربرگ و نفوذپذیری انجام شد. نتایج آزمایش های مذکور در قالب گزارش مطالعات ژئوتکنیک و مکانیک خاک پروژه به کارفرمای محترم پروژه ارائه گردید. این گزارش نتایجی همچون درصد ریزدانه و درشت دانه موجود در خاک، وزن مخصوص، درصد رطوبت، حد انقباض، حد خمیری، حد روانی، درصد تراکم، ضریب نفوذپذیری، مدول الاستیسیته، ضریب پوآسون، ضریب چسبندگی مؤثر و زاویه اصطکاک داخلی مؤثر خاک را در بر می گرفت. این نتایج تا حد قابل قبولی وضعیت و جنس لایه های خاک محل پروژه را تبیین می کرد و پارامترهای مورد نیاز ژئوتکنیکی برای طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود را پوشش می داد.
پروژه مسکونی شریعتی – یخچال
شرح کلی پروژه مسکونی شریعتی – یخچال:
پروژه مسکونی شریعتی – یخچال یکی از پروژه های مطالعات ژئوتکنیک شرکت ایستا سازه در شهر تهران واقع در منطقه 3 شهرداری می باشد. پروژه شریعتی – یخچال، در زمینی به مساحت 356 متر مربع و با زیربنای 1678 متر مربع در خیابان یخچال منطقه شریعتی قرار داشت. بر اساس طراحی سازه ای و معماری انجام شده و نقشه های ارائه شده توسط کارفرمای محترم پروژه، سازه ساختمان دارای 2 طبقه زیر زمین و 4 طبقه روی همکف می باشد که در مجموع به همراه طبقه همکف، 7 طبقه خواهد شد که سازه آن با استفاده از اسکلت بتن آرمه به صورت تیر و ستون بتن مسلح به عنوان سیستم باربر قائم و قاب خمشی متوسط به همراه دیوارهای برشی بتن مسلح به عنوان سیستم باربر جانبی اجرا خواهد گردید. با توجه به اینکه عرض زمین 14/5 متر و حداکثر عمق گود پروژه 6 متر می باشد، حداکثر عمق گمانه اکتشافی ماشینی مورد نیاز بر اساس رابطه ابلاغی واحد ژئوتکنیک سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران، 35 متر می باشد. این عدد از مجموع دو برابر عرض زمین و حداکثر عمق گود به دست می آید. همچنین حداقل تعداد گمانه های اکتشافی اعم از ماشینی و دستی بر اساس ضوابط و آیین نامه های ابلاغی سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران، تعیین می گردد که با توجه ابعاد هندسی و تعداد طبقات سازه آن، حفر 1 حلقه گمانه ماشینی به عمق 36 متر و 1 حلقه گمانه دستی به عمق 6 متر (متناسب با تراز زیر شالوده سازه ساختمان) در دستور کار قرار گرفت.
چالش های پروژه مسکونی شریعتی – یخچال:
به طور کلی آنچه که در اکثر پروژه های پایدارسازی و گودبرداری شهری در مرحله نخست و پیش از شروع هر فرآیند دیگری اعم از طراحی، تأمین مصالح و اجرا بسیار مهم و حائز اهمیت می باشد، انجام مطالعات ژئوتکنیک مطمئن و با کیفیت است تا بتوان بر اساس معیارها و پارامترهای گزارش شده در آن، طراحی ژئوتکنیکی سیستم پایدارسازی دیواره های گود را انجام داد. این موضوع می بایست مستقل از عوامل گوناگونی همچون تعداد حلقه و نوع گمانه اکتشافی اعم از دستی یا ماشینی و روش حفاری گمانه اکتشافی اعم از مغزه گیری ممتد (Continuous Boring) یا آب شویی (Wash Boring) برای هر نوع گزارش مطالعات ژئوتکنیک تنظیم شده صادق باشد. در این خصوص، آنچه که بیش از انجام آزمایشات آزمایشگاهی و آزمایش های برجا و نتایج به دست آمده از آنها اهمیت دارد، شواهد توصیفی از وضعیت کلی لایه های خاک در محل می باشد که می تواند بیش از نتایج آزمایش های کلاسیک مکانیک خاک معتبر بوده و حتی نتایج آزمایش های مکانیک خاک را رد یا تأیید نماید. زیرا در برخی از موارد، استفاده از تخصص و تجربیات فنی همکاران طراحی و اجرایی در پروژه های مشابه علاوه بر پیشگیری از صرف هزینه های مازاد و اضافی، می تواند نتایج واقع بینانه تری را به منظور انتخاب و طراحی سیستم پایدارسازی دیواره ها و تعیین روش های اجرایی به دست دهد. این امر بیشتر ناشی از دست خوردگی نمونه خاک گرفته شده از محل پروژه و استفاده از نمونه بازسازی شده جهت انجام آزمایش های مکانیک خاک در آزمایشگاه می باشد. این در حالی است که خاک بکر در محل پروژه مشخصات طبیعی خود را دارا می باشد و قابل انتظار هست پارامترهای شاخص به دست آمده از نمونه دست خورده در آزمایشگاه با پارامترهای شاخص طبیعی نمونه دست نخورده خاک بکر محل پروژه یکسان نبوده و متفاوت باشد. در بسیاری از مواقع، پارامترهای مقاومتی نمونه دست نخورده خاک بکر که آزمایش های انجام شده عمدتاً در محل گمانه اکتشافی دستی انجام می شود، از پارامترهای مقاومتی نمونه دست خورده که آزمایش های آن در آزمایشگاه مکانیک خاک انجام می شود، بالاتر است.
در پروژه مسکونی شریعتی – یخچال برای انجام مطالعات ژئوتکنیک و به دست آوردن پارامترهای ژئوتکنیکی مورد نیاز برای طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود و بر اساس تخصص همکاران اجرایی بخش مطالعات ژئوتکنیک شرکت ایستاسازه و تجربه کاری آنها در پروژه های مشابه در این منطقه، حفاری 1 حلقه گمانه اکتشافی دستی به عمق 6 متر (تراز زیر شالوده سازه ساختمان) و 1 حلقه گمانه اکتشافی ماشینی به روش آب شویی در دستور کار قرار گرفت.
راهکارهای ارائه شده در پروژه مسکونی شریعتی – یخچال:
تعیین نوع خاک زمین پروژه یا به عبارت بهتر جنس و طبقه بندی زمین ساختگاه پروژه از نظر نوع سنگ و خاک با استفاده از روابط و ضوابط آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله موسوم به استاندارد 2800 ایران صورت می پذیرد. نخستین و اصلی ترین روشی که این آیین نامه پیشنهاد می کند، استفاده از سرعت موج برشی (Vs) در لایه های مختلف خاک تا عمق 30 متری از تراز پایه می باشد. این پارامتر از نتایج آزمایشی تحت عنوان آزمایش درون چاهی دانهول (Downhole Seismic Testing) به دست می آید. روش دیگری که در صورت دسترسی نداشتن به سرعت موج برشی، توسط استاندارد 2800 پیشنهاد می گردد استفاده از تعداد ضربات نفوذ استاندارد (N1(60)) در خاک های دانه ای با اندازه کوچکتر از شن متوسط و مقاومت برشی زهکشی نشده (Cu) در خاک های چسبنده می باشد. این روش، پس از ویرایش چهارم استاندارد 2800 به آن افزوده گردید و در ویرایش های پیش از آن وجود نداشت. این آیین نامه برای توصیف جنس خاک و لایه بندی زمین، ساختگاه پروژه را به چهار نوع (تیپ) زمین شامل زمین نوع یک یا تیپ I (سنگ و شبه سنگ شامل سنگ های آذرین، دگرگونی و رسوبی و خاک های سیمانته بسیار محکم با حداکثر 5 متر مصالح ضعیف تر تا سطح زمین)، زمین نوع دو یا تیپ II (خاک خیلی متراکم یا سنگ سست شامل شن و ماسه خیلی متراکم، رس بسیار سخت با ضخامت بیشتر از 30 متر که مشخصات مکانیکی آن با افزایش عمق به تدریج بهبود یابد، سنگ های آذرین و رسوبی سست مانند توف و یا سنگ متورق و یا کاملاً هوازده)، زمین نوع سه یا تیپ III (خاک متراکم تا متوسط شامل شن و ماسه متراکم تا متوسط یا رس های سخت با ضخامت بیشتر از 30 متر) و زمین نوع چهار یا تیپ IV (خاک متوسط تا نرم شامل لایه های خاک غیر چسبنده با تراکم متوسط تا کم، لایه های خاک کاملاً چسبنده نرم تا محکم) تقسیم بندی می نماید.
در پروژه مسکونی شریعتی – یخچال نیز با انجام آزمایش نفوذ استاندارد (N1(60)) در محل گمانه اکتشافی ماشینی، تعداد ضربات نفوذ استاندارد (N1(60)) به دست آمد و بر اساس الزامات و ضوابط مندرج در استاندارد 2800 ایران، نوع زمین محل پروژه تیپ II تعیین گردید.
با استفاده از نمونه های به دست آمده از گمانه های اکتشافی، مشاهده گردید که جنس خاک در 20 سانتی متری نخست گمانه به صورت خاک دستی و نباتی می باشد. پس از عمق مذکور تا عمق 6 متری (حداکثر عمق گود) جنس لایه های خاک محل پروژه غالباً به صورت ماسه رس دار و ماسه بد دانه بندی شده می باشد.
برای به دست آوردن پارامترهای شاخص و مقاومتی خاک و همچنین پارامترهای فیزیکی خاک برای ساختگاه پروژه، آزمایش نفوذ استاندارد در محل گمانه اکتشافی ماشینی و سایر آزمایش های کلاسیک مکانیک خاک همچون دانه بندی و هیدرومتری، وزن مخصوص، درصد رطوبت، حدود اتربرگ و نفوذپذیری انجام شد. نتایج آزمایش های مذکور در قالب گزارش مطالعات ژئوتکنیک و مکانیک خاک پروژه به کارفرمای محترم پروژه ارائه گردید. این گزارش نتایجی همچون درصد ریزدانه و درشت دانه موجود در خاک، وزن مخصوص، درصد رطوبت، حد انقباض، حد خمیری، حد روانی، درصد تراکم، ضریب نفوذپذیری، مدول الاستیسیته، ضریب پوآسون، ضریب چسبندگی مؤثر و زاویه اصطکاک داخلی مؤثر خاک را در بر می گرفت. این نتایج تا حد قابل قبولی وضعیت و جنس لایه های خاک محل پروژه را تبیین می کرد و پارامترهای مورد نیاز ژئوتکنیکی برای طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود را پوشش می داد.
