خاک خشک و بدون چسبندگی

در این مقاله از سری مقالات تخصصی شرکت مهندسی ابرند، با بررسی خاک خشک و راهکارهای به‌کارگیری آن برای ساخت‌وساز همراه شوید. خاک‌ خشک و بدون چسبندگی که به‌ آن‌ها Collapsible soils، خاک‌های رمبنده و خاک ریزشی نیز گفته می‌شود، نوعی از خاک هستند که در اثر تغییر در میزان رطوبت، دچار تغییر حجم و فروریختن قابل توجهی می‌شود.

این رفتار اغلب با انواع خاصی از کانی‌های رسی مانند «رس اسمکتیت» (smectite clays)، خاک لس و brickearth همراه است. هنگامی که این خاک‌ رس آب را جذب می‌کنند، منبسط می‌شوند و برعکس، زمانی که آب از دست می‌دهند، منقبض می‌شوند.

خاک‌های خشک و بدون چسبندگی دارای بافت متخلخل و تراکم نسبتا کم هستند. این خاک‌ها به دلیل رطوبت کم طبیعی خود، دارای استحکام ظاهری بالایی هستند؛ اما در هنگام خیس‌شدن، فضای خالی بین دانه‌های پر‌شده و خاک مستعد فروپاشی می‌شود. به‌عبارت دیگر، بافت ناپایدار خاک‌های خشک و بدون چسبندگی با از بین رفتن پیوندهای بین دانه‌ها در هنگام خیس‌شدن خاک، فرو می‌ریزد. فروپاشی در حالت اشباع به‌سرعت رخ می‌دهد. اما هرچه ذرات رسی در چنین خاکی بیشتر باشد، دوره ریزش طولانی‌تر می‌شود.

بیشتر بخوانید:همه چیز در رابطه با آزمایشات و بررسی خاک در پروژه های عمرانی

ویژگی‌های خاک های خشک و بدون چسبندگی

خاک‌های خشک و بدون چسبندگی دارای ویژگی‌های زیر هستند:

• ترکیب: خاک‌های خشک و بدون چسبندگی اغلب حاوی مواد معدنی رسی هستند که با تغییر محتوای آب منقبض و منبسط می‌شوند. رس‌های اسمکتیت، مانند مونتموریلونیت، از عوامل ایجاد این نوع خاک هستند.
• مکانیسم فروپاشی: ریزش در این خاک‌ها در درجه اول به دلیل سازماندهی مجدد ذرات رس هنگام زهکشی آب است. با بیرون کشیده‌شدن آب، ذرات رس به هم نزدیک‌تر می‌شوند، حجم آن‌ها کاسته شده و فرو می‌ریزند.
• اثرات بر سازه‌ها: زمانی که خاک‌های خشک و بدون چسبندگی در زیر سازه‌ها یا پی‌ها وجود داشته باشد، کاهش حجم در اثر زهکشی آب، می‌تواند منجر به نشست شود. این مشکل منجر به آسیب به ساختمان‌ها، جاده‌ها و سایر زیرساخت‌ها می‌گردد.
• شناسایی و آزمایش: مهندسان ژئوتکنیک از آزمایش‌های مختلفی برای شناسایی خاک‌های خشک و بدون چسبندگی و ارزیابی پتانسیل ریزش آن‌ها استفاده می‌کنند. یکی از آزمایشات رایج، آزمایش Atterberg limits test, است.
• مناطق متاثر: خاک‌های خشک و بدون چسبندگی اغلب در مناطق خشک و نیمه‌خشک یافت می‌شوند. مناطقی که ذخایر رسی گسترده‌ای دارند، بیشتر مستعد ریزش هستند.

محورهای فعالیت و ارائه خدمات شرکت مهندسی عمران ابرند دربخش‌های میخ کوبی و نیلینگ، تاپ دان، مهار متقابل، خاک مسلح و …می باشد .

آیا خاک خشک و بدون چسبندگی مناسب ساختمان‌سازی است یا خیر؟

خیر. این خاک مناسب ساختمان‌سازی نیست و اگر اقدمات مهندسی خاصی برای بهبود خاک انجام نشود، سازه ساخته‌شده روی خاک با مشکلات مختلفی روبه‌رو شده و به دلیل نشست زمین فرو می‌ریزد. خاک‌های خشک و بدون چسبندگی منجر به مشکلات مهندسی و ژئوتکنیکی مختلف، به‌ویژه در ساخت و ساز و توسعه زیرساخت‌ها می‌شوند.

از طرف دیگر، گودبرداری ساختمان در چنین خاکی بسیار دشوار است. زیرا خاک پس از بیل‌زدن فروریخته و محل قبلی را پر می‌کند. در نیلینگ و انکراژ این نوع خاک، گمانه با دستگاه‌های دریل واگن معمول سخت می‌باشد و نیاز به روش‌های پیشرفته‌تر و همچنین غلاف‌گذاری است. علاوه‌بر این، مصرف دوغاب تزریقی نیز بسیار بالا است.

بهتر است ساخت‌و‎ساز روی خاک خشک و بدون چسبندگی انجام نشود و درصورتی که این امر گریز‌ناپذیر است، خاک باید اصلاح گردد.

افزایش بهسازی خاک در جهت کاهش مشکلات زمین و ساخت‌وساز در شرکت مهندسی ابرند.

راه‌حل‌های ساخت‌وساز روی خاک خشک و بدون چسبندگی

راه‌حل‌های ساخت‌وساز روی خاک خشک و بدون چسبندگی شامل موارد زیر است:

• خیس‌کردن خاک: یکی از روش‌های رایج برای کاهش انباشتگی، پیش‌خیس‌کردن خاک است. با اشباع خاک با آب قبل از ساخت می‌توان پتانسیل ریزش را کاهش داد. این کار اغلب با آبیاری زمین یا استفاده از روش‌های دیگر خیساندن انجام می‌شود.
• تثبیت شیمیایی: افزودن عوامل تثبیت‌کننده به خاک، مانند آهک یا سیمان، می‌تواند خواص مهندسی آن را بهبود بخشیده و قابلیت جمع‌شدن را کاهش دهد. این فرآیند شامل مخلوط‌کردن این عوامل با خاک برای ایجاد یک پایه پایدارتر است.
• تکنیک‌های بهسازی زمین: تکنیک‌های مختلف بهسازی زمین، مانند تراکم لرزشی یا تراکم دینامیکی، ممکن است برای متراکم‌کردن خاک و به‌حداقل رساندن پتانسیل ریزش استفاده شود.
• طراحی مناسب فونداسیون: مهندسان ممکن است شالوده‌هایی را طراحی کنند که بارها را به‌طور یکنواخت‌تر توزیع کرده و کم‌تر مستعد نشست باشد. استفاده از پایه‌های عمیق مانند شمع‌ها یا پایه‌هایی که به زیر لایه خاک خشک می‌رسند، برخی از این راه حل‌ها است.
• اجتناب یا در نظر گرفتن ارتفاع: در برخی موارد، ممکن است با جابه‌جایی سازه‌ها به مناطق مناسب‌تر، از ساخت مستقیم روی خاک‌های قابل فروپاشی اجتناب شود. از طرف دیگر، بالا‌بردن سطح محل ساخت‌و‌ساز بالاتر از لایه قابل جمع‌شدن ممکن است در نظر گرفته شود.

سخن آخر

به‌طور کلی، ساخت‌وساز روی خاک‌های خشک و بدون چسبندگی با چالش همراه است. بهترین راه اجتناب از این زمین‌ها است، اما اگر نیاز به ساخت‌و‌ساز وجود دارد، لازم است زمین به روش‌های خاصی پایدار گردد.