آزمایش خاک چیست؟ انواع + اشتباهات رایج + نحوه اجرا

اشتراک گذاری در شبکه‌های اجتماعی
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در email

به صورت کلی قبل از آغاز هر گونه ساخت و ساز، باید ابتدا خاک منطقه به دقت بررسی می‌گردد. آزمایش خاک اولین مرحله هر گونه فعالیت ساخت و ساز است. این مرحله به منظور بررسی شرایط خاک انجام می‌شود. اگر خاک به درستی آزمایش نشود، می‌تواند منجر به تخریب همه یا قسمتی از سازه پس از ساختن شود. به همین دلیل ما در ادامه قصد داریم تمامی نکات مرتب مرتبط با آزمایش خاک را بررسی کنیم.

پیش ار هر سخنی از شما دعوت می‌کنیم تا ویدیو زیر را نگاه کنید و سپس به خواندن مقاله بپردازید:

 

انواع آزمایشات خاک برای ساخت و ساز ساختمان

آزمایشات مختلفی بر روی خاک برای تصمیم گیری در مورد کیفیت خاک برای ساخت و ساز انجام می‌شود. این آزمایش‌ها شامل موارد زیر می‌شود:

  • تست محتوای رطوبت
  • آزمایش حدود آتربرگ
  • وزن مخصوص خاک
  • تراکم خشک خاک
  • آزمون تراکم (آزمایش پروکتور)

آزمایش تست محتوای رطوبت

میزان رطوبت یا مقدار آب در خاک پارامتر مهمی برای ساخت و ساز ساختمان است. این ویژگی با چندین روش بررسی می‌شود، که شامل موارد زیر می‌شود:

  •  خشک کردن اجاق گاز
  •  کاربید کلسیم
  •  تعادل پیچشی
  •  پیکنومتر
  •  حمام شن
  •  تابش
  •  الکل

از بین تمام روش‌ها، خشک کردن اجاق گاز متداول‌ترین و دقیق‌ترین روش است. در این روش نمونه خاک گرفته و توزین می‌شود، در کوره قرار داده شده و در دمای 110 درجه سانتیگراد +5 درجه سانتی‌گراد خشک می‌کنند. پس از 24 ساعت خاک خارج شده و توزین می شود. تفاوت بین دو وزن به عنوان وزن آب یا میزان رطوبت در خاک مشخص می‌شود.


برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی قرارداد پیمانکاری بر پروژه‌های عمرانی کلیک کنید!


تست وزن مخصوص روی خاک

وزن مخصوص خاک، نسبت وزن واحد جامدات خاک به آب است. این ویژگی نیز به وسیله روش‌های زیر بررسی می‌شود.

  • بطری تراکم
  •  پیکنومتر
  •  شیشه گاز
  •  حد انقباض
  •  اندازه‌گیری flask

برای اندازه‌گیری وزن مخصوص خاک، روش بطری تراکم و روش پیکنومتر رایج‌تر هستند.

تست تراکم خشک خاک

وزن ذرات خاک در حجم معینی از نمونه به عنوان تراکم خشک خاک نامیده می‌شود. با انجام این ویژگی، خاک به انواع مختلفی از جمله متراکم، متوسط و سست طبقه‌بندی می‌شود. چگالی خشک خاک با روش برش هسته، جایگزینی شن و جابه‌جایی آب محاسبه خواهد شد.

آزمایش حدود آتربرگ

آزمایش حدود آتربرگ مشخص می‌کند که چه مقدار آب برای تغییر حالت خاک مورد نیاز است؟ همانطور که می‌دانید خاک در حالت عادی جامد است. زمانی که مقداری آب به آن افزوده شود، حالت خمیری پیدا خواهد کرد. در صورتی که مقدار آب اضافه شده را افزایش دهیم، خاک به حالت مایع تبدیل خواهد شد. در این آزمایش سه مورد بررسی خواهد شد که شامل، حد مایع، حد خمیری و حد انقباض می‌شود.

حد مایه همانطور که از نام آن مشخص است، درصد رطوبتی را که برای مرطوب کردن خاک و مایع شدن آن مورد نیاز است، مشخص می‌کند.

اما حد خمیری مشخص کننده مقدار رطوبتی است که اگر کمتر، خاک ترک برداشته و اگر بیشتر باشد، خاک روان خواهد شد.

در نهایت حد انقباض نیز، مشخص کننده میزان پتانسیل مورد نیاز برای تغییر حجم خاک است.

هرچه این مقدار کمترباشد، پتانسیل تغییر حجم خاک بیشتر خواهد بود.


برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی سیستم ICF دیواری برای عایق ساختمان کلیک کنید!


چرا آزمایش خاک انجام می‌شود؟

آزمایش خاک برای خانه‌های جدید و تعیین ترکیب خاک و اینکه آیا می‌تواند به درستی از یک پایه پشتیبانی کند، لازم است. این مرحله معمولاً یک قسمت ضروری برای گرفتن پروانه ساخت است.

اگر مشخص شود که خاک سست است، به راحتی فشرده می‌شود یا مملو از خاک رس جاذب است. به این معنی نیست که شما نمی‌توانید روی آن خاک چیزی بسازید ، اما به این معنی است که به پایه‌های اضافی احتیاج دارید.

اگر از پایه های اضافی پی استفاده نشود، انبساط و انقباض خاک به دلیل رطوبت می‌تواند منجر به ترک خوردگی و خرد شدن پایه‌ها شود.

قبل از اینکه به آزمایش خاک فکر کنید، می‌توانید با کمک نقشه‌های توپوگرافی زمین شناسی یا نقشه‌های توپوگرافی قدیمی از آژانس‌های دولتی محلی یا کالج‌ها تحقیق کنید. سازمان‌های دولتی نیز ممکن است نسخه‌هایی از نظرسنجی‌های قبلی خاک را در اختیار داشته باشند.


برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی 14 نکته اجرایی در پروژه‌های عمرانی کلیک کنید!


چه کسی آزمایش خاک را انجام می‌دهد؟

مهندسان خاک آزمایش خاک را انجام می دهند. آنها می‌توانند بصورت خصوصی یا از طریق معمار یا پیمانکاری که قصد دارد خانه جدید شما را طراحی کرده و بسازد استخدام شوند. این افراد به مهندسین ژئوتکنیک نیز معروف هستند و قبل از کار به عنوان مهندس خاک باید چندین معیار را داشته باشند. مهندسان ژئوتکنیک دارای مدرک مهندسی عمران هستند. آنها همچنین باید در منطقه زندگی خود مجوز داشته باشند و در آزمون آزمایشگاه اصول مهندسی شورای ملی آزمایشگران مهندسی و نقشه برداری(NCEES)  نیز شرکت کرده باشند.

معمولاً بین دوره فارغ التحصیلی و قبولی در آزمون اصول مهندسی، مهندس با کار در یک دوره خاکبرداری مجاز، تجربه کسب می کند که می‌تواند به عنوان نوعی آموزش در محل کار یا کارآموزی شناخته شود.


برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی خاکبرداری و اصول کلی آن کلیک کنید!


هدف از انجام آزمایش خاک چیست؟

هدف نهایی به صورت خلاصه تعیین خاک قوی یا خاک ضعیف است.

خاک قوی به خاکی گفته می‌شود که با رطوبت منبسط نشود و دارای تراکم مناسبی باشد. به این معنی که پس از اتمام ساخت و ساز ، فشرده سازی و نشست نمی‌کند.

خاک ضعیف از ساختمان پشتیبانی نمی‌کند. این نوع خاک ممکن است به دلیل رطوبت، 10 درصد یا بیشتر منبسط یا منقبض شود. همچنین ممکن است سست و مستعد فرسایش باشد.

مهندسان خاک همچنین سموم و آلاینده‌های موجود در خاک مانند سرب، آرسنیک، مس، کادمیوم، روی و باریم را آزمایش می‌کنند. این مواد برای سلامتی انسان‌ها خطرناک است.


برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی 5 مرحله سفت‌کاری کلیک کنید!


3 اشتباه رایج در هنگام آزمایش خاک

سه مورد اشتباه وجود دارد که صاحبان خانه هنگام انجام آزمایش خاک برای ساخت ساختمان خود مرتکب می‌شوند.

اولین مورد این است که آنها فقط یک نمونه را برمی‌دارند. همانطور که قبلاً اشاره کرده بودیم، مهندسان ژئوتکنیک برای آزمایش خاک از آن نمونه برمی‌دارند. اما مشکلی که در این آزمایش وجود دارد، این است که در هر منطقه ممکن است چندین نوع خاک وجود داشته باشد.

هنگامی که شما فقط یک نمونه خاک را برای آزمایش بردارید، ممکن است اطلاعات ناقصی از ویژگی‌های خاک منطقه دریافت نمایید.

گفته می‌شود که برای هر آزمایش حداقل به دو نمونه احتیاج خواهید داشت.

اشتباه دوم زمانی رخ می‌دهد که کار طراحی سازه پس از انجام آزمایش اجرا می‌شود. در حالی که گفته می‌شود قبل از آغاز عملیات ساخت و ساز و به صورت کلی آزمایش خاک، باید ابتدا طراحی انجام شود. با انجام طراحی مشخص خواهد شد که دقیقاً از کدام قسمت منطقه باید خاکبرداری و همچنین برداشت نمونه انجام گردد.

پس ابتدا کارهای طراحی را انجام دهید. سپس آن را به مهندس ژئوتکنیک بدهید و بگویید این جایی است که ما می‌خواهیم آزمایشات خاک انجام شود .

سومین اشتباه، مربوط به زمانی است که از کمک مهندسان حرفه‌ای استفاده نمی‌کنید.

افراد حرفه‌ای با متخصصان این صنعت به طرق مختلفی صحبت می‌کنند که شما قادر به صحبت با آنها هستید. حتماً از این نظر با مهندس ژئوتکنیک خود صحبت نمایید. مطمئن شوید که با افراد حرفه‌ای در ارتباط است و بهترین و دقیق‌ترین اطلاعات را در اختیار شما قرار می‌دهد.

قبل از آغاز هرگونه پروژه ساخت و ساز، لازم است ابتدا نوع خاک منطقه را خوب بشناسید.

درک خصوصیات خاک و استفاده از این اطلاعات در مراحل برنامه ریزی و طراحی پروژه از اهمیت حیاتی برخوردار است.


برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی معماری پایدار  کلیک کنید!


روش‌های استاندارد آزمایش خاک

برای اینکه نتایج آزمایش خاک در هر شرایطی نتایج یکسان و استاندارد داشته باشد، یک سری استانداردهای بین المللی تدوین شده است. در ادامه نکات مربوط به این استانداردها را بیشتر بررسی خواهیم کرد.

تهیه تجهیزات مورد نیاز

یکی از استانداردهای مربوط به آزمایش خاک، تهیه تجهیزات مورد نیاز می‌باشد. برای تهیه تجهیزات لازم است ابتدا نوع خاک را بشناسید و  سپس با نمونه برداری به آزمایش بپردازید.

رطوبت

اندازه گیری میزان رطوبت مهمترین آزمایش ژئوتکنیک است. میزان رطوبت را می‌توان در مزرعه یا آزمایشگاه ارزیابی کرد، اما در مواردی که نمونه‌ها نماینده نباشند یا هنگام نمونه برداری و روش‌های ذخیره سازی، رطوبت قبل از آزمایش حفظ نشود، امکان خطا وجود دارد. دستگاه اندازه‌گیری رطوبت، مبتنی بر این واقعیت است که آب با کاربید کلسیم واکنش داده و یک گاز تشکیل می‌دهد و مقدار گاز تشکیل شده مستقیماً متناسب با مقدار آب موجود است. یک نمونه خاک با ترازوی قابل حمل توزین می‌شود و پس از انجام آزمایش ، درصد رطوبت مستقیماً از فشار سنج کالیبره شده دستگاه خوانده می‌شود.

روش استاندارد برای تعیین میزان رطوبت خاک، خشک کردن با اجاق گاز است. در این روش،مقدار رطوبت به عنوان جرم آب قابل برداشت از خاک تعریف می شود .

توزیع اندازه ذرات و تعیین مقدار شن و ماسه

تجزیه و تحلیل خاک‌ها با توجه به اندازه ذرات، یک طبقه بندی مهندسی مفید ارائه می‌دهد. برای این کار دو روش وجود دارد: از الک برای شن و ماسه و از رسوب برای خاک‌های ریزتر استفاده می‌شود. برای خاک‌های حاوی ذرات درشت و ریز، معمولاً از آزمایش ترکیبی الک و روش‌های رسوب استفاده می‌شود.

روش رسوب گذاری توزیع اندازه ذرات در خاک را از شن درشت تا خاک رس مشخص خواهد کرد.

دستگاه معادل شن و ماسه به عنوان یک کیت کامل برای انجام یک آزمایش سریع جهت تعیین نسبت نسبی ریزدانه‌ها و گرد و غبارهای رس مانند یا پلاستیک در خاک‌های دانه ای و سنگدانه‌های مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نفوذ پذیری

نفوذ‌پذیری یا رسانایی هیدرولیکی خاک به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک از جمله توزیع اندازه ذرات، فضای منافذ، اندازه منافذ و تداوم فضاها بستگی دارد.

این ویژگی برای پروژه‌هایی همچون، نشت از طریق یک سد یا زیر آن، تخلیه از زیرشاخه‌ها یا محل‌های پساب، شارژ مجدد چاه و در پروژه‌هایی که حفاری در زیر سطح آب انجام می‌شود.

مقاومت خاک (سه محوری)

فرآیند آزمایش خاک دو مرحله اصلی دارد: تلفیق و برش. در مرحله اول تنش‌هایی ایجاد می‌شود. در مرحله دوم، تنش اضافی برای رسیدن به اوج خرابی و فراتر از آن، تحت شرایط خاص زهکشی اعمال می‌شود. تنش اضافی وارد شده بر روی نمونه باید مطابق با وضعیت بارگذاری میدان باشد، از جمله تنش‌های عمودی و افقی. در نتیجه، می‌توان تعیین کرد که خاک چه مقدار از بار را تحمل می‌کند بدون اینکه خراب شود و چه مقدار تغییر شکل در شرایط عادی رخ می‌دهد.

تست‌های برش مستقیم و پره

ایمنی سازه‌های ژئوتکنیکی به مقاومت خاک بستگی دارد. اگر خاک از بین برود، ساختار پایه ریزی شده در آن ‌خراب می‌شود و عواقب فاجعه بار می‌تواند داشته باشد. اندازه گیری مقاومت برشی برای اندازه‌گیری ثبات خاک کاربرد دارد.

خاک مقاومت برشی خود را از انسجام بین ذرات (مستقل از تنش) و مقاومت اصطکاکی بین ذرات (وابسته به تنش) بدست می‌آورد.

مقاومت برشی را نیز می‌توان در مزرعه با کیت پره بازرسی برای آزمایش در سطح خاک یا گودال آزمایش اندازه گیری کرد.


برای اطلاعات بیشتر درباره‌ی مخزن بتنی  کلیک کنید!


برای چه ساختمان‌هایی آزمایش خاک لازم است؟

شاید این سوال برای شما پیش بیاید که برای چه ساختمان‌هایی آزمایش خاک لازم است؟

در این قسمت همراه ما باشید تا پاسخ سوال را بررسی کنیم.

در واقع آزمایش خاک برای تمامی ساختمان‌ها ضروری است. امروزه اگر آزمایش انجام نشود، ممکن است پروژه شما دچار نشت، یا ترک گردد.

پس از انجام آزمایش خاک و شناخت تیپ آن، به راحتی می‌توانید کیفیت پروژه خود را ارتقا دهید.

کاربردهای آزمایش خاک چیست؟

اولین مزیتی که با انجام آزمایش خاک بدست می‌آورید، کسب مجوزهای موردنیاز از شهرداری است. از جمله مزایای دیگر آزمایش خاک می‌توان به کاهش هزینه‌ها، صرفه‌جویی در هزینه‌ها و افزایش ایمنی اشاره کرد.

تنها با انجام آزمایش خاک است که تیپ خاک مشخص خواهد شد و به همین دلیل توصیه می‌شود که از آزمایش خاک برای استحکام سازه استفاده گردد.

کلام آخر!

در صنعت ساخت و ساز، اگر آزمایش خاک به درستی انجام نشود، می‌تواند مشکلات بسیاری به وجود بیاورد. از ترک خوردگی‌های جزیی تا مشکلات سنگین‌تر که می‌تواند منجر به آسیب‌های جبران ناپذیر به ساختمان گردد. بیشتر روش‌هایی که برای آزمایش خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد، ساده و ارزان است و هزینه چندانی ندارد.

دفتر فنی و مهندسی باروچین، گلچینی از مهندسان حاذق و برجسته در صنعت عمرانی است. این مجموعه با داشتن پروژه‌های موفق بسیاری در استان تهران و البرز، از سرشناس‌ترین دفترهای فنی و مهندسی به شمار می‌آید.

برای مشاهده تجربیات ما و برخی از پروژه‌های بزرگ صورت گرفته در استان تهران و البرز به پروژه ها رجوع نمایید.

چنانچه نیاز به آشنایی بیشتر با دفتر فنی و مهندسی باروچین را دارید، به درباره ما مراجعه نمایید.

برای ارتباط با مشاورین برتر ما نیز به بخش تماس با ما رجوع کنید.

دفتر فنی و مهندسی باروچین، به ساختن فردایی بهتر می‌اندیشد!

 

به شما پیشنهاد می‌کنیم هرگز فروشگاه باروچین با تخفیف‌های ویژه را از دست ندهید!

منابع:

https://highways.today/2018/10/12/testing-soils-in-construction/

https://undercoverarchitect.com/soil-tests-avoid-mistakes/

https://legaleaglecontractors.com/soil-tests-for-new-homes/

https://theconstructor.org/geotechnical/types-of-soil-tests-construction/12679/

۲۰ پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سوالی دارید ؟
با واتس اپ در ارتباط باشید