English
فارسی
خاک مشکلساز در ساختوساز به خاکهایی گفته میشود که به دلیل دارابودن برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی خاص، میتوانند عملکرد و پایداری سازه را تحتتأثیر قرار دهند. بناکردن ساختمان بر روی این خاکها میتواند منجر به بروز مشکلاتی نظیر نشست، ترکخوردگی، ناپایداری شیب و… شود.
در این مقاله ابتدا شما را با انواع خاکهای مشکلآفرین در ساختوساز آشنا میکنیم، سپس دررابطه با روشها و فرایند بهسازی این خاکها صحبت خواهیم کرد.
بیشتر بخوانید: مهار متقابل یا استرات (Strut) چیست؟
خاک واگرا
خاک واگرا نوعی خاک است که به دلیل وجود مقادیر زیاد رس، در حضور آب با غلظت کم نمک بهسرعت و بهآسانی بدون نیاز به ابزار مکانیکی قابلتوجه، پراکنده و جدا میشود. این خاکها به دلیل دارابودن کاتیون سدیم و ظرفیت تبادل یونی بالا، پایداری کمی دارند و در مجاورت آب، ذرات خاک از یکدیگر جدا شده و بهسرعت شسته میشوند.
خاکهای واگرا میتوانند مشکلات متعددی را در ساختوساز، از جمله نشست پی، فرسایش خاک، ناپایداری شیب و انسداد لولهها ایجاد کنند. شناسایی و اصلاح خاکهای واگرا قبل از شروع هرگونه ساختوساز ضروری است. روشهای مختلفی برای اصلاح و بهسازی این خاکها وجود دارد: از جمله افزودن مواد تثبیتکننده، زهکشی و جایگزینی خاک.
بیشتر بخوانید : پایش گود یا مانیتورینگ چیست؟
روشهای شناسایی خاک واگرا
شناسایی خاکهای واگرا قبل از شروع هرگونه ساختوساز از اهمیت بالایی برخوردار است. روشهای مختلفی برای شناسایی این نوع خاکها وجود دارد که به شرح زیر هستند:
آزمایشهای صحرایی
آزمایش کرامب: این آزمایش شامل مرطوب کردن یک نمونه خاک و سپس غلتاندن آن بین انگشتان است. اگر خاک بهراحتی به شکل کرامب درآید، احتمالاً واگرا است.
آزمایش پین هول: در این آزمایش، یک سوراخ کوچک در نمونه خاک مرطوب ایجاد میشود و سپس آب به داخل سوراخ ریخته میشود. اگر آب بهسرعت و به طور شفاف از خاک عبور کند، احتمالاً واگرا است.
مشاهده مورفولوژی خاک: خاکهای واگرا اغلب دارای ساختار بلوکی یا ستونی هستند و سطوح صاف و براق دارند.
آزمایشهای آزمایشگاهی
آزمایش هیدرومتری: این آزمایش برای اندازهگیری توزیع اندازه ذرات خاک استفاده میشود. خاکهای واگرا معمولاً حاوی مقادیر زیادی رس و سیلت هستند.
آزمایش جذب سدیم: این آزمایش برای اندازهگیری مقدار سدیم موجود در خاک استفاده میشود. خاکهای واگرا معمولاً حاوی مقادیر زیادی سدیم هستند.
آزمایش پراش اشعه ایکس: این آزمایش برای شناسایی نوع کانیهای موجود در خاک استفاده میشود. خاکهای واگرا معمولاً حاوی مقادیر زیادی اسمکتیت هستند که نوعی رس است.
علاوه بر این روشها، میتوان از روشهای ژئوفیزیکی مانند پروفیلینگ الکتریکی و لرزهنگاری نیز برای شناسایی خاکهای واگرا استفاده کرد. در هنگام شناسایی خاکهای واگرا، مهم است که به شواهد فیزیکی و شیمیایی خاک توجه شود. هیچ آزمایش واحدی وجود ندارد که به طور قطعی نشان دهد خاک واگرا است یا خیر.
همچنین، مهم است که به یاد داشته باشید که خواص خاک میتواند در مکانهای مختلف و حتی در یک مکان واحد به طور قابلتوجهی متفاوت باشد؛ بنابراین، برای شناسایی دقیق خاکهای واگرا، باید نمونهگیری و آزمایشهای دقیق خاک انجام شود.
مشکلات ناشی از خاک واگرا
خاکهای واگرا به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خاص خود میتوانند مشکلات متعددی را در ساختوساز ایجاد کنند. برخی از مهمترین این مشکلات عبارتاند از:
نشست پی: هنگامی که خاک واگرا در معرض آب قرار میگیرد، ذرات خاک میتوانند شسته شوند و منجر به نشست پی شوند. این امر میتواند باعث ترکخوردگی در فونداسیون، دیوارها و سایر اجزای سازه شود.
فرسایش خاک: خاکهای واگرا به دلیل ناپایداری در برابر آب، بهراحتی فرسایش مییابند. این امر میتواند منجر به ازبینرفتن خاک اطراف فونداسیون، شیبها و سایر قسمتهای محوطه شود.
ناپایداری شیب: شیبهایی که از خاکهای واگرا تشکیل شدهاند، در معرض خطر لغزش و رانش زمین هستند. این امر میتواند منجر به خسارات جانی و مالی قابلتوجهی شود.
انسداد لولهها: ذرات خاکهای واگرا میتوانند در لولهها رسوبکرده و باعث انسداد آنها شوند. این امر میتواند منجر به مشکلات فاضلاب و زهکشی شود.
آلودگی آب: خاکهای واگرا میتوانند ذرات رس و سایر آلایندهها را به منابع آب زیرزمینی و سطحی آلوده کنند. علاوه بر این مشکلات، خاکهای واگرا میتوانند حفاری، گودبرداری و سایر عملیات ساختمانی را نیز دشوارتر کنند.
برای مطالعه:خاک دستی مناسب ساخت و ساز است یا خیر؟
خاک متورم شونده
خاکهای متورم شونده نوعی خاک هستند که در مجاورت آب، به دلیل وجود کانیهای رسی خاص، حجم خود را به طور قابلتوجهی افزایش میدهند. این پدیده میتواند منجر به مشکلات متعددی در ساختوساز شود. برخی از ویژگیهای کلیدی خاکهای متورم شونده عبارتاند از:
حاوی مقادیر زیادی رس: رسها ذرات خاک بسیار ریز هستند که تمایل به جذب آب و تورم دارند.
دارای کانیهای رسی خاص: کانیهای رسی مانند اسمکتیت و مونتموریلونیت، به دلیل ساختار لایهای خود، میتوانند مقادیر زیادی آب را جذب کنند و متورم شوند.
در مجاورت آب با غلظت کم نمک ناپایدار هستند: سدیم موجود در خاکهای متورم شونده در حضور آب با غلظت کم نمک، بهدور ذرات رس پراکنده شده و باعث پراکندگی و جداشدن آنها از یکدیگر میشود.
مشکلات ناشی از خاکهای متورم شونده
نشست پی: هنگامی که خاک متورم شونده در معرض آب قرار میگیرد، ذرات خاک میتوانند متورم شوند و منجر به نشست پی شوند. این امر میتواند باعث ترکخوردگی در فونداسیون، دیوارها و سایر اجزای سازه شود.
ترکخوردگی سازه: تورم خاک میتواند باعث ایجاد تنش در سازه و در نهایت منجر به ترکخوردگی دیوارها، سقفها و سایر اجزا شود.
نارسایی لولهها: فشار ناشی از خاک متورم شونده میتواند باعث شکستگی لولهها و نشت آب شود.
مشکلات زهکشی: خاکهای متورم شونده میتوانند آب را در خود نگه دارند و باعث ایجاد مشکل در زهکشی شوند. این امر میتواند منجر به آبگرفتگی و گلآلودشدن شود.
خاک رمبنده از انواع خاکهای مسئلهدار
خاکهای رمبنده که با نام (Collapsible Soil) نیز شناخته میشوند، نوعی خاک هستند که نسبت به سایر انواع خاکها، با افزایش درصد رطوبت به آسانی حجم زیادی پیدا میکنند. وقوع این پدیده را با سست بودن پیوند بین ذرات خاک میتوان توجیه کرد.
خاک انحلالپذیر
خاک انحلالپذیر نوعی خاک است که به دلیل وجود مقادیر قابلتوجهی مواد معدنی محلول در آب، بهمرورزمان در اثر تماس با آب حل شده و از بین میرود. این خاکها عمدتاً در مناطق خشک و نیمهخشک یافت میشوند و به دلیل ساختار سست و ناپایدار، چالشهای متعددی را برای ساختوساز و کشاورزی ایجاد میکنند.
ویژگیهای کلیدی خاکهای انحلالپذیر
حضور مواد معدنی محلول: این خاکها حاوی مقادیر قابلتوجهی از مواد معدنی مانند گچ، نمک و دولومیت هستند که بهراحتی در آب حل میشوند.
ساختار سست و ناپایدار: به دلیل انحلال مواد معدنی، خاکهای انحلالپذیر ساختار سست و ناپایدار دارند و بهراحتی فرسایش مییابند.
نفوذپذیری بالا: این خاکها به دلیل ساختار سست و حفرههای زیاد، نفوذپذیری بالایی دارند و آب بهسرعت از آنها عبور میکند.
ظرفیت نگهداری آب کم: به دلیل عدم وجود ذرات رسی کافی، خاکهای انحلالپذیر ظرفیت نگهداری آب پایینی دارند و رطوبت آنها بهسرعت تبخیر میشود.
خاک دستی یکی دیگر از انواع خاکهای مسئلهدار
خاک دستی که گاه بهعنوان خاک نخاله یا خاک دپو شده نیز شناخته میشود، نوعی خاک است که از انباشت نخالههای ساختمانی، خاکهای برداشت شده از محل گودبرداری و یا سایر مواد زائد به وجود میآید. این خاکها به دلیل عدم تراکم مناسب، عدم یکپارچگی و فقدان ساختار تعریف شده، برای ساختوساز نامناسب هستند و میتوانند مشکلات متعددی را به وجود آورند.
در نگاه اول، خاک دستی ممکن است بهعنوان گنجینهای ارزشمند در طبیعت به نظر برسد. ازآنجاییکه این خاک از مواد مختلفی تشکیل شده است، میتواند حاوی مواد مغذی و معدنی باشد که برای رشد گیاهان مفید هستند. بااینحال، در دنیای ساختوساز، خاک دستی بهعنوان یکی از خاکهای مسئلهدار شناخته میشود و استفاده از آن میتواند پیامدهای منفی به همراه داشته باشد.
خاک خورنده
خاک خورنده که به آن خاک مهاجم یا خاک Aggresive نیز گفته میشود، نوعی خاک است که به دلیل وجود مواد شیمیایی خاص، پتانسیل تخریب و خوردگی فلزات، بتن و سایر مصالح ساختمانی را دارد. این خاکها میتوانند در مناطق مختلفی از جمله مناطق ساحلی، مناطق با خاکهای اسیدی یا قلیایی و مناطقی که در معرض آلودگیهای صنعتی قرار دارند یافت شوند.
تأثیرات مخرب خاک خورنده
خوردگی فلزات: خاک خورنده میتواند باعث خوردگی و زنگزدگی فلزات مورداستفاده در سازهها و زیرساختها مانند میلگرد، لولهها، اتصالات و تیرهای فولادی شود. این امر میتواند منجر به کاهش مقاومت و پایداری سازهها و در نهایت فروریختگی آنها شود.
تخریب بتن: خاک خورنده میتواند بتن را خراب کرده و باعث ترکخوردگی، پوستهپوسته شدن و فرسایش آن شود. این امر میتواند منجر به کاهش عمر مفید سازههای بتنی و نیاز به تعمیرات پرهزینه شود.
آلودگی آب: خاک خورنده میتواند مواد شیمیایی مضر را به آبهای زیرزمینی و سطحی آلوده کند. این امر میتواند برای سلامتی انسان، حیوانات و محیطزیست خطرناک باشد.
روش های بهسازی خاک مسئله دار
انتخاب روش مناسب برای بهسازی خاک مسئلهدار به عوامل مختلفی از جمله نوع خاک، شدت مشکل، الزامات پروژه و هزینهها بستگی دارد. در اینجا به برخی از روشهای متداول بهسازی خاک اشاره میشود:
جانشینی خاک: بهترین راهحل برای مقابله با خاکهای مسئلهدار، جانشینی آن با خاک مناسب و باکیفیت است. این روش شامل حفر و برداشت خاک نامناسب و جایگزینی آن با خاک جدید و مناسب است. جانشینی خاک ممکن است هزینه زیادی داشته باشد و در برخی موارد از نظر فنی یا زیستمحیطی امکانپذیر نباشد.
تراکم خاک: تراکم خاک بهمنظور افزایش تراکم و کاهش حجم حفرههای موجود در خاک انجام میشود. این روش میتواند ظرفیت باربری خاک را افزایش داده و از نشست و فرونشست آن جلوگیری کند.
زهکشی: زهکشی مناسب خاک برای جلوگیری از تجمع آب در آن و اشباع شدن خاک ضروری است. خاکهای اشباع شده میتوانند ظرفیت باربری خود را ازدستداده و دچار نشست و فرونشست شوند.
تثبیت خاک: تثبیت خاک بهمنظور افزایش مقاومت و پایداری خاک انجام میشود.
استفاده از شمع یا پی عمیق: در مواردی که جانشینی یا بهسازی خاک مسئلهدار امکانپذیر نیست، میتوان از فونداسیونهای عمیق مانند شمع یا پی عمیق استفاده کرد. این نوع فونداسیونها بار سازه را به لایههای عمیقتر خاک که قویتر و پایدارتر هستند منتقل میکنند.
استفاده از روشهای بیولوژیکی: روشهای بیولوژیکی بهسازی خاک شامل استفاده از گیاهان و میکروارگانیسمها برای بهبود کیفیت خاک است. این روشها میتوانند به طور طبیعی خاک را تثبیت کرده و از فرسایش آن جلوگیری کنند.
بدون دیدگاه