آزمایش خاک و کاربردهای آن

شاید برای شما این سؤال پیش آمده باشد که آزمایش خاک چیست و چه کاربردی دارد؟ شاید هم جزو اهالی صنعت ساختمان هستید و دوست دارید اطلاعات بیشتری در این مورد داشته باشید. جالب است بدانید که این نوع آزمایش ها در حوزه های مختلفی کاربرد دارند و از کار در زمین های کشاورزی تا ساخت سازه در زمین های موردنظر برای ساختمان سازی را در برمی گیرد. بسیاری از کارهای ساختمانی، پیش از انجام هر کاری نیاز به گذراندن آزمایش خاک دارند. البته برای هر ساختمانی نیاز به انجام این کار نیست و برخی ساختمان ها می توانند این کار را انجام ندهند.
سعی کنید که حتماً این کار را انجام دهید، زیرا اگر در حال ساخت وساز باشید و این آزمایش را نگذرانده باشید به سادگی می توانند ساختمان شما را توبیخ کنند. حتی اگر ساختمان شما کامل هم شده باشد، ممکن است که با یک زمین لرزه فرو بریزد. همین امر باعث می شود که شما بیشترتر از قبل جریمه شوید و هزینه های شما سنگین تر شود. برای اینکه بدانید زمین شما نیاز به گذراندن این آزمایش دارد یا خیر می توانید به مراکز آزمایش خاک یا متخصصین این کار مراجعه کنید ولی در این مقاله نیز نکات مهمی را در این زمینه بیان خواهیم کرد.

آزمایش خاک چیست

آزمایش خاک آزمایشی است که اطلاع از نتیجه آن باعث می شود، شما از ویژگی های شیمیایی و فیزیکی خاک اطلاعات مناسبی به دست آورید. این آزمایش به حضور افراد متخصص انجام می شود و بعد از نمونه برداری از خاک آن را به آزمایشگاه ویژه ای منتقل می کنند که مقاومت برشی، میزان تحمل بار، اسیدیته، میزان نفوذ، دانه بندی خاک، خمیری، گرانروی و دانسیته خاک را بررسی کنند.
پس ازاینکه همه این موارد را آزمایش کردند و جواب آزمایش معلوم شد، گزارشی تهیه می شود مبنی بر اینکه خاک قابل استفاده است یا خیر؛ درنهایت گزارش به شما می رسد و شما با توجه به جواب آزمایش متوجه می شوید که می توانید ساخت وساز را شروع کنید یا نکنید.

مراحل انجام آزمایش

اگر بخواهیم از ابتدا این مراحل را برای شما شرح دهیم باید بگوییم که اول ازهمه شما باید به مراکز آزمایش خاک مراجعه کرده و درخواست خود را ثبت کنید. بعدازاینکه درخواست خود را ثبت کردید که به شما اطلاع می دهند که در یک تاریخ مشخص برای آزمایش خاک مکان موردنظر به محل سازه می آیند. بعدازاینکه از خاک نمونه برداری کردند آن را به آزمایشگاه ویژه ای می برند که افراد متخصص در آنجا حضور دارند. توجه کنید که نمونه برداری با دو روش دستی و ماشینی انجام می شود.
این نکته را در نظر بگیرید که این روزها نمونه برداری دستی دیگر مورد تائید سازمان مهندسی نیست و این کار تنها باید با ماشین های نمونه برداری تخصصی انجام بگیرد. بعدازاینکه نمونه خاک به آزمایشگاه برده شد و مورد آزمایش قرار گرفت، گزارشی مبنی بر اینکه خاک قابل استفاده است یا خیر، به دست شما می رسد. باید بدانید که سازمان نظام مهندسی بر تمام مراحل این کار نظارت دارد و هیچ کس نمی تواند در آزمایش شما دخالت کند.

مراحل انجام آزمایش خاک

تمام مراحل نمونه گیری دقیقاً اجرا می شود و اگر یکی از این مراحل اجرا نشود، جریمه سنگینی برای مسئول آن پروژه در نظر گرفته می شود. در ادامه مطلب با مراحل آزمایش خاک آشنا می شوید.

• ارائه درخواست به آزمایشگاه خاک
• عملیات حفاری
• استعلام برگ سبز تعهد مطالعات ژئوتکنیک
• تهیه گزارشات توسط آزمایشگاه خاک و ارسال آن به سازمان نظام مهندسی
• بررسی در سازمان مرتبط حداکثر تا زمان ۱۰ روز
• تائید نهایی گزارش خاک و ارسال آن به شهرداری

انواع آزمایش خاک

به طورکلی اصلی ترین و مهم ترین آزمایش های خاک صورت گرفته در پروژه های ساختمان سازی را می توان در موارد زیر خلاصه کرد.

آزمایش اس پی

آزمایش اس پی یا آزمایش نفوذ استاندارد را می توان یکی از مهم ترین آزمایش هایی دانست که از خاک گرفته می شود. این آزمایش در محل ساخت وساز انجام می شود. روش انجام این آزمایش اس پی به گونه ای است که یک وزنه ۵/۶۳ کیلوگرمی را از فاصله ۸۰ سانتی متری رها می کنند تا با خاک برخورد کنند. بعد از برخورد وزنه با خاک میزان فرورفتگی خاک اندازه گیری می شود. یکی از روش ها برای به دست آوردن تیپ خاک نیز همین کار است.

آزمایش سه محوری

این آزمایش برای محاسبه مقاومت برشی خاک در خاک های چسبنده، غیر چسبنده و دانه ای انجام می شود.

آزمایش ضریب نفوذپذیری

این آزمایش برای تعیین بار آبی افتان، در جهت مشخص کردن ضریب نفوذپذیری انجام می شود.

تعیین ضریب نفوذپذیری

این آزمایش برای تعیین بار آبی ثابت، به منظور محاسبه ضریب نفوذپذیری خاک انجام می شود.

آزمایش تک محوری خاک چسبنده

این آزمایش برای به دست آوردن پارامترهای مقاومت برشی در خاک های چسبنده انجام می شود.

آزمایش هم ارز

این آزمایش در جهت به دست آوردن نسبت ماسه به خاک انجام می شود.

آزمایش هیدرومتری

این آزمایش برای دانه بندی خاک های رد شده از الک ۲۰۰ و کامل کردن منحنی های دانه بندی انجام می شود و آزمایش نسبتاً ساده ای به شمار می رود.

آزمایش حد روانی

این آزمایش در جهت به دست آوردن درصد رطوبتی که در آن خاک از حالت خمیری خارج می شود و به صورت روان درمی آید، انجام می شود و یکی از آزمایش های مهم است.

آزمایش دانه بندی به روش سرند کردن

این آزمایش برای دسته بندی ذرات تشکیل دهنده ازنظر اندازه و مقایسه آن ها با استانداردهای موجود در صنعت ساختمان انجام می شود.

آزمایش برش مستقیم

این آزمایش برای به دست آوردن پارامترهای مقاومت برشی خاک استفاده می شود. پارامترهای مقاومت برشی خاک ازجمله معیارهای مهم برای ارزیابی میزان استحکام خاک برای ساخت سازه هستند.

آزمایش تحکیم

این آزمایش برای بررسی واکنش های خاک در برابر بارهای فشاری انجام می شود. اگر خاک مقاومت فشاری مناسبی نداشته باشد، سازه بعد از مدتی دچار نشست و حتی تخریب می شود که ممکن است بسیار فاجعه بار هم باشد.

آزمایش تراکم

این آزمایش برای بررسی واکنش های خاک در برابر نیروهای تراکمی انجام می شود. درواقع این آزمایش نشان می دهد که خاک تا چه حد قابلیت متراکم شدن در برابر بارهای سازه را دارد.

تیپ خاک

در بخش های قبلی مقاله و در مورد آزمایش اس پی، یکی از روش های مشخص کردن تیپ خاک را به شما گفتیم و در اینجا روش دیگری را معرفی خواهیم کرد. یکی دیگر از راه های مشخص شدن تیپ خاک آزمایش خاک موردنظر با دستگاه های ویژه در آزمایشگاه خاک است. در این آزمایش متخصصین به گونه ای خاک را مورد آزمایش قرار می دهند که خاک در شرایط استرس و لرزش خاصی قرار بگیرد. بعدازاینکه خاک را در این شرایط قراردادند، مشاهدات را ضبط کرده و خاک را تیپ بندی می کنند.

انواع تیپ خاک

اگر بخواهیم انواع خاک را به شما معرفی کنیم، باید بگوییم که انواع خاک به طورکلی به چهار گروه تقسیم می شوند. این خاک ها ازنظر مقاومت، نیروی برشی و کیفیت با یکدیگر تفاوت دارند. تا به اینجا متوجه شدیم که تیپ خاک به چه روش هایی تعیین می شود. در ادامه با انواع تیپ ها خاک آشنا می شوید.

• خاک تیپ یک: خاک تیپ یک بهترین تیپ خاک ازلحاظ کیفیت می باشد. خاک تیپ یک حاوی دانه های درشت، متراکم و بسیار سخت است به همین دلیل این نوع خاک از کیفیت خوبی برای ساخت سازه برخوردار است.
• خاک تیپ دو: خاک تیپ دو نسبت به تیپ یک از کیفیت کمتری برخوردار است و به طورکلی می توان گفت کیفیت متوسط رو به بالایی دارد ولی برای اغلب سازه ها تائید می شود.
• خاک تیپ سه: تیپ سه جزو خاک های ریزدانه به همراه درشت دانه است. این تیپ خاک کیفیت کاملاً متوسطی دارد و برای ساخت اغلب سازه ها خاک مناسبی به شمار نمی رود.
• خاک تیپ چهار: تیپ چهار خاک در رده خاک های ریزدانه خالص قرارگرفته و جزو کیفیت های ضعیف است و به هیچ عنوان برای ساخت سازه های شهری و روستایی مهم تائید نمی شود.

کاربردهای آزمایشگاه خاک

اگر آزمایشگاه خاک وجود نداشت شاید ما نمی توانستیم سازه های بزرگی مانند آسمان خراش ها، سدهای خاکی، دیوارهای بزرگ و انواع پی ها را بسازیم. باید بدانید که امکان ساخت سازه های عظیم در همه این موارد را آزمایشگاه های خاک تعیین می کنند. برخی دیگر از کاربردهای یک آزمایشگاه خاک به شرح زیر هستند:

• تعیین نسبت باربری خاک
• تعیین درصد رطوبت خاک
• تعیین چگالی بخش جامد خاک
• آزمایش مقاومت خاک و نشست خاک
• آزمایش تحکیم خاک
• آزمایش فشاری محصور نشده خاک
• آزمایش هم ارز
• تشخیص منحنی دانه بندی خاک
• آزمایش تراکم استاندارد خاک
• آزمایش برش مستقیم خاک

چه سازه هایی از آزمایش خاک معاف هستند؟

• ساختمان هایی که اطلاعاتی از ساخت آن ها وجود داشته باشد تا متخصصان توانایی تشخیص گذشته خاک را داشته باشند.
• ساختمان هایی که کم اهمیت هستند و یا سطح اهمیت آن ها متوسط است؛ مانند پارکینگ ها، انبارها، ساختمان های مسکونی و ساختمان هایی که با تخریب آن ها خرابی و خسارات زیادی به بار نمی آید.
• ساختمان هایی که ۴ طبقه یا کمتر دارند.
• سازه هایی که زیربنای آن ها کمتر از ۳۰۰ مترمربع باشد.
• سازه خاصی در مجاورت زمین موردنظر وجود نداشته باشد که احتمال وارد شدن خسارت به آن وجود داشته باشد (اغلب در زمین های شهری چنین شرایطی وجود ندارد.)
• محل ساخت ساختمان به روی گسل نباشد
• سطح آب های زیرزمینی بالا نباشد
• ساختمان هایی که برای ساخت آن ها کمتر از ۲ متر گودبرداری انجام شده باشد
• تعداد ساختمان ها در محله موردنظر زیاد نباشند مانند شهرک ها و خانه های سازمانی در مناطق خلوت
• ساختمان هایی که در خاک های تیپ یک و دو قرار نداشته باشند
• احتمال مواجهه با خاک هایی که متورم شونده و روان گرا باشند، وجود نداشته باشد

سخن پایانی

در این مقاله با شما خوانندگان عزیز همراه بودیم و نکاتی را درباره اهمیت آزمایش خاک و کاربردهای آن به شما گفتیم. اگر قصد ساخت ساختمان یا هر سازه دیگری را دارید، بهتر است قبل از انجام هر کاری درخواست خود را برای آزمایش خاک بدهید که از محل ساخت ساختمان خود مطمئن شوید. اگر این کار را نکنید ممکن است که ساختمان شما توبیخ شود و جریمه زیادی نیز برای شما در نظر گرفته می شود. اگر ساختمان خود را بدون گذراندن آزمایش خاک نیز کامل کردید، ممکن است با یک زمین لرزه تمام ساختمان فرو بریزد و در این صورت جریمه خیلی سنگینی برای شما در نظر گرفته خواهد شد؛ بنابراین قبل از ساخت سازه خود از کیفیت خاک محل موردنظر مطمئن شوید.

بسیاری از افراد تخصص زیادی در ساخت سازه های جدید ندارند و گاهی در محله های دور از مناطق اصلی شهر یا مناطق روستایی، از استادکاران سنتی مثل بناهای محلی برای ساخت سازه استفاده می شود. ساخت هر سازه ای بدون نظر یک متخصص قطعاً با احتمال ایجاد تخریب در آینده مواجه است؛ بنابراین توصیه می کنیم که از روش های سنتی فاصله بگیرید و حتماً کار ساخت را با نظارت متخصصین انجام دهید.