مطالعات ژئوتکنیک

مطالعات ژئوتکنیک و شناسایی‌های مربوط به آن شامل عملیات گمانه زنی به صورت دستی یا ماشینی، اخذ نمونه از لایه‌های مختلف خاک در عمق و انجام آزمون‌های شناسایی به روی این نمونه‌ها می‌باشد. این عملیات به منظور شناسایی وضعیت و جنس لایه‌های زیر سطحی، تعیین سطح آب زیرزمینی و برآورد مشخصات مهندسی خاک در محل انجام می‌شود. آزمون‌های شناسایی شامل آزمون‌های آزمایشگاهی و آزمون‌های برجا می‌باشد. بر اساس نتایج بدست آمده از آزمون‌های شناسایی می‌توان ظرفیت باربری، میزان نشست، خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک و سایر پارامترهای مورد نیاز برای مطالعات ژئوتکنیک و تحلیل و طراحی‌های مرتبط با آن را بدست آورد.با توجه به نتایج بدست آمده و در نظرگرفتن شرایط سربار ناشی از سازه‌ای که قرار است برروی خاک ساخته شود، میتوان پی برد که آیا خاک محل پروژه نیاز به بهسازی دارد یا خیر.

ابتدایی ترین اقدام پیش از اجرای گودبرداری و ساخت هر سازه‌ای انجام مطالعات ژئوتکنیک و شناسایی‌های مربوطه است. شرکت ابرند به عنوان متخصص و ارائه دهنده کلیه خدمات در این زمینه، آمادگی دارد تا در قالب مشاور و مجری پروژه های ژئوتکنیکی از مرحله مطالعات خاک تا بهسازی و یا گودبرداری، به کارفرمایان عزیز خدمت رسانی کند.

ژئوتکنیک

ژئوتکنیک یکی از گرایش‌های مهندسی عمران است. پیش از آغاز هر پروژه عمرانی، مهندسان این رشته به بررسی لایه‌های سطحی و عمیق خاک محل پروژه می‌پردازند. این بررسی و مطالعه خاک در دو سطح آزمایشگاهی و میدانی صورت می‌گیرد. مهندسان در این بررسی‌‌ها و مطالعات ژئوتکنیک به موارد گوناگونی همچون مقدار تخلخل خاک، اشباع بودن آن، چگالی خاک، اندازه دانه‌های خاک، رطوبت بهینه و فاکتورهای موثر دیگر موجود در خاک می‌پردازند.

در این بررسی‌ها، مهندسان ژئوتکنیک نمونه خاک محل احداث پروژه ساختمانی را جمع‌آوری می‌کنند و به آزمایشگاه‌های تخصصی می‌برند. گاهی نیز خاک و سطح زمین را در محل ساخت پروژه آزمایش می‌کنند. نتیجه این مطالعات می‌تواند مشخص کند زمین در نظر گرفته شده برای پایه‌ریزی پروژه عمرانی مورد نظر مناسب است یا خیر.

مطالعات ژئوتکنیک چیست و کارشناسان ژئوتکنیک چه وظایفی دارند؟

مطالعات ژئوتکنیک دانشی است که زمینه را برای طراحی پروژه‌های مختلف عمرانی آماده می‌کند. مطالعات مهندسان این رشته اطلاعات مورد نیاز درباره زمین، خاک و سنگ لایه‌های سطحی و عمیق‌تر محل پروژه را در اختیار کارفرمای آن قرار می‌دهد. ساخت پروژه‌های مختلفی مانند تونل‌‌ها، سدها، جاده‌سازی و عملیات عمرانی دیگری که روی زمین انجام می‌شود، وابسته به دانش این تخصص است.

در واقع، ژئوتکنیک دانشی است که به بررسی آنچه در زیر سطح زمین و در عمق آن است می‌پردازد. تنها با مطالعات درست می‌توان یک پروژه عمرانی پایدار و سودمند طراحی کرد. همچنین عملیات بسیار دیگری مانند کشف معدن و بهره‌برداری از آن، دفن پسماندها و بررسی آلودگی لایه‌های زمین نیز در حوزه مطالعاتی این رشته جای می‌گیرد.

با ما در نگاهی به ژئوتکنیک، وظایف و اهداف آن همراه باشید.

مهندس ژئوتکنیک چه وظایفی دارد؟

پیش از آغاز هر پروژه عمرانی نیاز است تا مهندسان ژئوتکنیک به بررسی زمین در نظر گرفته شده برای ساخت پروژه بپردازند. دلیل شکست بسیاری از پروژه‌های عمرانی در کشور که نابودی کشاورزی و محیط زیست را به دنبال داشته، نادیده گرفتن دانش ژئوتکنیک است. از نمونه وظایف مهندس ژئوتکنیک باید به موارد مختلفی اشاره کنیم:

• بررسی و تحلیل خاک و سنگ منطقه پروژه
• تعیین جنس و نوع خاک منطقه
• کشف منابع زیرزمینی در منطقه مورد نظر
• بررسی مکانیکی خاک منطقه
• بررسی مکانیکی سنگ منطقه
• شناخت ویژگی‌ها و دانه‌بندی خاک منطقه پروژه به کمک مطالعات ژئوتکنیک
• انجام آزمایش‌های آزمایشگاهی و میدانی بر روی خاک زمین پروژه
• آزمایش میزان پایداری خاک منطقه در برابر حوادث طبیعی مانند زمین‌لرزه
• بررسی لایه‌های سطحی و عمیق خاک منطقه مورد نظر
• بررسی دینامیک خاک و مهندسی زلزله
• تحلیل آسیب‌های ناشی از حرکت لایه‌های زمین
• دفن کردن پسماندها
• شناخت مقدار رطوبت ریزدانه‌های خاک
• تعیین چگالی خاک منطقه
• بررسی سیستم‌های آلاینده پسماند در منطقه مورد نظر
• بررسی حرکت آلاینده‌های زمینی در بستر خاک
• بسترسازی مناسب برای جاده‌سازی
• بررسی آلودگی خاک با عوامل مختلف محیطی و شیمیایی
• بررسی زمین برای انتقال فراورده‌های نفتی
• بررسی جریان آب‌های زیرزمینی در منطقه پروژه
• شناخت آب‌های زیرزمینی منطقه
• تحلیل سازه با استفاده از مطالعات ژئوتکنیک
• بهسازی خاک
• مشاوره در زمینه گودبرداری و ارائه راهکارهای بهینه‌سازی پایه‌های ساختمان
• آزمایش کنترل کیفی خاک و بتن
• اجرای عملیات مقاوم‌سازی و کنترل جوش سازه

اهداف مطالعات ژئوتکنیک چیست؟

برخی از هدف‌های مطالعات مهندسی ژئوتکنیک را بدانید:

• طبقه‌بندی نوع زمین مورد مطالعه
• شناسایی کامل لایه‌های زمین در محل مطالعه یا محل احداث پروژه
• تعیین ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی لایه‌های مختلف زمین
• تعیین وزن مخصوص خاک منطقه
• مشخص کردن زاویه اصطکاک داخلی موثر و مدول الاستیسیته
• دسته‌بندی نوع زمین بر اساس آیین‌نامه 2800 ایران
• بررسی نوع پی سازه و روش و عمق مناسب برای کار گذاشتن آن
• مشخص کردن گنجایش باربری پایه سازه
• تعیین ضریب بازخورد خاک سطح زیر پروژه برای طراحی سازه
• مشخص کردن ظرفیت باربری پایه‌های سازه و تعیین ضریب‌های مربوط به آن
• مشخص کردن نوع سیمان مصرفی در بتن‌ریزی برای پایه‌های پروژه‌های عمرانی و تست بتن
• ارائه توصیه‌های فنی برای پی‌سازی پروژه‌های عمرانی
• بررسی وضعیت آب‌های زیرزمینی منطقه
• مطالعه وضعیت لرزه‌خیزی در محل احداث پروژه
• بررسی موقعیت زمین‌لرزه‌های پیشین در منطقه پروژه
• شناخت و معرفی گسل‌های منطقه پروژه

محدوده فعالیت مهندسی ژئوتکنیک

فعالیت‌های ژئوتکنیک در زمینه‌سازی برای ساخت و راه‌اندازی انواع پروژه‌ها ضروری است:

• ساخت سازه‌ها و پروژه‌های مسکونی
• ساخت پروژه‌های ساختمانی اداری
• ساخت مجتمع‌های تجاری
• احداث پروژه‌های عمرانی سدسازی، کندن تونل، ساخت پالایشگاه‌های نفت و گاز، ساخت نیروگاه‌های آبی، پروژه‌های انتقال نیرو، پروژه‌های آب‌رسانی، ساخت سیستم‌های فاضلاب شهری و صنعتی، کشف معدن، کندن و بهره‌برداری از معدن و… در سطح منطقه‌ای و کشوری

مطالعات ژئوتکنیک برای ساخت سازه های مسکونی

ساختن سازه‌های مسکونی هم نیاز به مطالعات ژئوتکنیک دارد. مهندسان ژئوتکنیک پیش از ساخت یک ساختمان یا مجتمع مسکونی باید مطالعات مختلفی روی بستر زمین مورد نظر انجام دهند. انواع مطالعات ژئوتکنیک که پیش از آغاز ساخت یک پروژه مسکونی باید انجام شود، به شرح زیر است:

• طبقه بندی نوع زمین پروژه
• جمع‌آوری اطلاعات درباره خاک و سنگ بستر منطقه مورد نظر
• تعیین نوع خاک و سنگ زمین ساخت پروژه
• بررسی داده‌های زمین‌شناسی درباره زمین‌لرزه‌های روی‌داده در سال‌های گذشته
• مطالعه از راه دستگاه‌های لرزه‌نگاری بر روی خاک منطقه
• شناخت کانون زلزله‌ها در منطقه مورد نظر
• شناخت گسل‌های منطقه و تعیین فاصله آنها تا محل ساخت سازه
• تعیین عمق مناسب گمانه‌ها یا سوراخ‌های کنده‌شده در زمین مورد نظر
• انجام مطالعات صحرایی و آزمایش‌های گوناگون نفوذ استاندارد، دانسیته درجا، بارگذاری صفحه‌ای و آزمایش برش مستقیم درجا
• وارد کردن سازه‌ها و تاسیسات نزدیک پروژه به مطالعات
• طبقه‌بندی خاک زیر سطح زمین مورد نظر و مشخص کردن ویژگی‌های مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی آن
• آزمایش خاک لایه‌های مختلف سطح زیرین پروژه در آزمایشگاه
• تعیین ویژگی‌های ژئوتکنیک خاک و زمین مورد نظر برای محاسبه ظرفیت باربری خاک
• مطالعه وجود خاک‌های مشکل‌دار در محدوده پروژه مورد نظر

روش های انجام مطالعات مهندسی ژئوتکنیک

مهندسان از دو روش در انجام مطالعات ژئوتکنیک بهره می‌برند:

1. مطالعه مستقیم که کندن زمین در خاک منطقه را در بر می‌گیرد. کندن چاله‌های آزمایشی یا گمانه‌‌ها نیز در این روش مورد استفاده قرار می‌گیرد.
2. مطالعات غیرمستقیم که شامل گرفتن عکس‌های هوایی و ماهواره‌ای از منطقه پروژه است.

آشنایی با مطالعات زمین‌شناسی، زلزله خیزی و ژئوتکنیک لرزه ای پیش از ساخت پروژه

مقاومت خانه‌ها و آسمان‌خراش‌های کشور ژاپن در برابر زمین‌لرزه‌های شدید بیش از هفت ریشتری این کشور یک نکته است. مطالعات ژئوتکنیک و به‌کارگیری نتایج این مطالعات در ساخت پروژه‌ها سازه‌های این کشور را مقاوم ساخته است. در آزمایش‌های لرزه‌نگاری علم ژئوتکنیک به بازسازی لایه‌های زمین پرداخته می‌شود تا در برابر تکان‌های حاصل از زمین‌لرزه خاصیت الاستیکی داشته باشند. دادن خاصیت الاستیکی به زمین پروژه و همچنین ساخت سازه بر اساس دانش روز ساختمان‌سازی سازه‌ها را در برابر زلزله مقاوم می‌سازد.

سخن پایانی

انجام مطالعات ژئوتکنیک پیش از ساخت یک پروژه ساختمانی یا پروژه عمرانی کشوری نیاز به صرف وقت، هزینه و بهره بردن از عوامل انسانی دارد. اما ساخت بدون مطالعه یک سازه ممکن است هزینه‌های کلان بعدی را برای یک کشور به دنبال داشته باشد. همچنین ساخت حساب‌نشده یک پروژه عمرانی ممکن است طبیعت و محیط زیست یک منطقه را به نابودی بکشاند.

افراد و دولتمردان دانا در کشورهای پیشرفته بیشترین زمان ساخت یک پروژه را به مطالعات پیش از آن اختصاص می‌دهند. مطالعاتی که باعث شده سازه‌ای در ابتدای ساخت خود فرو نریزد و پروژه‌ای که قرار است عمرانی باشد، طبیعت را به نابودی نکشاند.

آزمایش های برجا

آزمون های آزمایشگاهی

 

آزمایش نفوذ استاندارد (SPT)

بارگذاری میکروپایل