Soils and Foundations Handbook
April 2004

هدف از کتاب راهنمای خاک ها و پی ها ارائه روش ‌های صحیح در اجرای فعالیت‌های ژئوتکنیکی برای وزارت حمل و نقل فلوریدا به مهندسان ژئوتکنیک است. به طور خاص، این کتاب راهنما برای تعریف وظایف مربوط به انجام بررسی های زیر سطحی با در نظر گرفتن جنبه های مختلف ژئوتکنیکی در طراحی و ساخت و ساز راه ها و سازه های مرتبط با آن نگارش شده است. دستورالعمل های کلی ارائه شده، به طور کامل نکات ژئوتکنیکی یک پروژه معمولی را پوشش می دهد.
از آنجایی که هر پروژه ملاحظات خاص خود را دارد، قضاوت مهندسی در مراحل مختلف می تواند نقش تعیین کننده ای را ایفا کند. کتاب راهنمای خاک ها و پی ها در حقیقت سعی کرده است تا در حد امکان دانش فردی لازم را به صورت کلی برای ارائه یک قضاوت مهندسی درست در اختیار مهندسی که از این کتاب استفاده می کند، قرار دهد. کتاب راهنمای خاک ها و پی ها اطلاعات را به صورت کلی و نه منحصر به یک پروژه در اختیار مخاطب قرار می دهد.
در سال 2002، از این کتاب راهنما به عنوان حداقل محدوده کاری استاندارد لازم برای پروژه های مختلف استفاده شده است. با توجه به اینکه دامنه کاربرد این کتاب، در محدوده استانداردهای حداقلی است، حتماً باید تعاملی سازنده بین مهندسین ژئوتکنیک و دیگر مهندسین برای تعیین جزئیات مسائل وجود داشته باشد. پیچیدگی پروژه های عمرانی به ویژه در بخش راهسازی و حمل و نقل، اهمیت ارتباط موثر بین بخش های مختلف را دو چندان می کند.

فصل 1

فصل 1 از کتاب راهنمای خاک ها و پی ها، مقدمه ای از مراحل مختلف یک پروژه بزرگراهی را شرح می دهد تا مخاطب یک دید کلی نسبت به آنچه قرار است در کتاب با آن مواجه شود، داشته باشد. نویسنده در این کتاب سعی کرده است تا چینش فصول به نحوی باشد تا با نحوه پیشرفت مراحل در یک پروژه منطبق باشد. هر یک از مراحل که در این فصل به صورت اجمالی بیان شده است، در فصول بعدی به طور مفصل توضیح داده شده است.

فصل 2: فرآیند اکتشافات زیر سطحی در ابتدای پروژه

به دلیل پیچیدگی و متفاوت بودن شرایط پروژه ها و شرایط خاک، ارائه یک دستورالعمل کلی برای تمامی پروژه ها بسیار دشوار است. با این حال، برای مراحل اساسی که تقریباً در هر پروژه وجود دارد و در پروژه های مختلف مشابه است، می توان مواردی را ذکر نمود. مطالعه و بررسی این رویه های کلی و البته استاندارد سازی آن ها به مقدار قابل توجهی می تواند زمان و هزینه های پروژه را دست خوش تغییر نماید. در این فصل، بررسی این رویه های کلی، داده های موجود و همچنین روش‌های رایج برای انجام اکتشافات میدانی مورد بحث قرار می‌گیرد.

فصل 3: دستورالعمل های لازم برای اکتشافات صحرایی برای بزرگراه ها و سازه های مرتبط

طبق دستور مهندس ژئوتکنیک پروژه، بررسی های زیرسطحی باید در محل تمامی پروژه های راهسازی نظیر ساخت راه‌ های جدید، تعریض‌ ها، بازسازی راه های موجود انجام شود. این فصل از کتاب راهنمای خاک ها و پی ها دستورالعمل هایی را برای برنامه ریزی یک برنامه تحقیقات برای انجام بررسی های زیرسطحی ارائه می کند.

فصل4: آزمایش های برجا

یکی از بهترین روش ها برای ارزیابی شرایط خاک و سنگ منطقه انجام آزمایش های برجا می باشد. این آزمایش ها مشخصه های مختلف خاک و سنگ نظیر زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی، سختی، وضعیت سطح آب زیرزمینی و … را در اختیار مهندسین ژئوتکنیک قرار می دهد. علاوه بر این، با توجه به اینکه در بسیاری از خاک ها امکان نمونه گیری به گونه ای که آن نمونه معرف شرایط خاک باشد با کیفیت مناسبی دشوار بوده و یا امکان پذیر نیست، این آزمایش های برجا بسیار می توانند راهگشا باشند. در این فصل برای هر آزمایش، شرح مختصری از تجهیزات، روش آزمایش و کاربرد آن ها ارائه شده است.

فصل 5: آزمون های آزمایشگاهی

همانند سایر مراحل یک برنامه کامل برای اکتشافات ژئوتکنیکی، آزمایش های آزمایشگاهی نیز باید از قبل به شکلی هوشمندانه برنامه ریزی شود، این برنامه باید به نحوی باشد تا انعطاف لازم برای انجام اصلاحات را داشته باشد. در این فصل دستورالعمل های دقیق در مورد روش های آزمایش های رایج در مراجع و استانداردها شرح داده شده است. علاوه بر شرح مختصری از آزمون ها، هدف و کاربرد آن ها از دیگر مباحثی است که در این فصل ذکر شده است.

فصل 6: شرح، طبقه بندی و ثبت داده ها

در حین اکتشاف میدانی باید گزارشی از موادی که با آن ها برخورد می شود، نگهداری شود. یک مهندس مقیم، یک زمین شناس یا مهندس حفار معمولاً گزارشی از شرایط خاک را ثبت و نگه داری می کند. این گزارش غالباً شامل یک توصیف از شرایط خاک، طبقه بندی آن بر اساس آزمایش های انجام شده و البته شرح مختصری از روش حفاری و نمونه گیری صورت گرفته، می باشد. این گزارش باید توسط تکنسین های حاضر در آزمایشگاه بررسی و در صورت لزوم اصلاح شود. در این فصل از کتاب نویسنده سعی کرده است قالبی استاندارد برای ارائه این گزارش را ارائه دهد.

فصل 7: ابزارگذاری میدانی

اهمیت موضوع ابزارگذاری تقریباً بر هیچ مهندسی پوشیده نیست. حتی در برخی از پروژه های بزرگ در مرحله تحلیل و طراحی نیز ابزارگذاری میدانی صورت می گیرد تا به مهندس طراح برای اصلاح و بهینه سازی هرچه بیشتر طرح کمک نماید. نتایج به دست آمده از ابزارگذاری دقیق، در مرحله اجرا به پیشبرد هرچه دقیق تر پروژه کمک می کند چرا که در صورت مشاهده اختلاف با پیش بینی های طراحی می توان اصلاحاتی را در آن صورت داد تا نتیجه مطابق انتظار پیش رود. به عنوان مثال بحث پایش گودهای ساختمانی برای سنجش تغییرشکل ها در نقاط مختلف پروژه صورت می گیرد تا مقدار نشست پی ساختمان مجاور از مقدار مجاز بیشتر نشود.
به همین سبب محل و نحوه نصب این ابزار یکی از مواردی است که باید با مشورت مهندسین ژئوتکنیک صورت پذیرد. این فصل از کتاب راهنمای خاک ها و پی ها به بیان نکات ابزار بندی با دید یک مهندس ژئوتکنیک پرداخته است. البته توضیحات مربوط به برخی تجهیزاتی نظیر شیب سنج، جابه جایی سنج و.. نیز در این فصل ذکر شده است.

فصل 8: تحلیل و طراحی

هنگامی که تمام اکتشافات و آزمایش ها تکمیل شد، مهندس ژئوتکنیک باید تمام داده های موجود را سازماندهی و تجزیه و تحلیل کند و توصیه های طراحی را ارائه دهد. در این فصل از کتاب، عوامل اصلی که باید در مرحله تحلیل و طراحی در نظر گرفته شوند به همراه برخی از روش های ممکن برای حل مشکلات احتمالی مورد بحث قرار گرفته است.

فصل 9: ارائه اطلاعات ژئوتکنیکی

پس از اتمام مرحله طراحی، اطلاعات به دست آمده باید در قالب گزارشی که واضح و قابل پیگیری باشد، گردآوری شود. این گزارش به عنوان یک سند دائمی، تمام داده های ژئوتکنیکی شناخته شده در طول طراحی پروژه بوده و در طول طراحی، اجرا و حتی پس از بهره برداری مورد استفاده قرار می گیرد. این فصل قالب ارائه داده های ژئوتکنیکی را برای هر نوع پروژه توضیح می دهد. رئوس مطالب کلی از موضوعات مورد بحث در گزارش ژئوتکنیکی ارائه شده است. برای هر پروژه معین، موارد خاصی ممکن است غیر ضروری باشند در حالی که موارد دیگر باید اضافه شوند. همچنین در این فصل بحث هایی در مورد نهایی سازی و توزیع گزارش ژئوتکنیکی توسط نویسنده ذکر شده است.

فصل 10: ملاحظات ژئوتکنیکی در مرحله اجرا و پس از آن

مشارکت یک مهندس ژئوتکنیک با تکمیل گزارش نهایی خاتمه نمی یابد. او همچنین ممکن است در مراحل پیش از اجرا، اجرا و نگهداری یک پروژه شرکت داشته باشد. در طول ساخت و ساز، شرایط برجای خاک در محل به همراه روش های اجرای عناصر ژئوتکنیکی باید بازرسی شود تا از انطباق شرایط با مفروضات طراحی و مشخصات پروژه اطمینان حاصل شود. در این فصل از کتاب راهنمای خاک ها و پی ها به شکلی مناسب به تشریح جزئیات این مطالب پرداخته شده است.