بررسی خاک های مشکل آفرین

ویژگی خاک های تورم پذیر: بر اثر تغییرات رطوبت، دچار تورم یا انقباض می شوند.

عوارض ناشی از تورم پذیری خاک ها بر سازه ها: جابجایی، کج شدن، ترک خوردن ساختمان ها، کانال های انتقال آب و روسازی راه و در برخی مواقع تخریب کلی سازه.

روش های شناسایی خاک تورم پذیر:

مشاهدات صحرایی: دانه بندی، میزان سفتی، رنگ

تست های آزمایشگاهی: آزمایش های کانی شناسی، تورم آزاد، آزمایش پتانسیل تغییر حجم، تحکیم یک بعدی، انبساط خطی،

 روش های تجربی: Al-Rawas & Goosen,2006

روش های مقابله با تورم خاک ها:

 پیش مرطوب سازی Prewetting and Ponding

تعویض خاک

تثبیت خاک با آهک، سیمان و قیر: Lime/Cement/Bituminous Stabilisation

الکتروشیمیایی Dewatering & Hardening

ایجاد موانع رطوبتی Moisture Barries

روش های سازه ای: پی های عمیق، پی سطحی با دال ساده یا مجوف با تیرهای دو طرفه

ویژگی خاک های رمبنده: دارای ساختمان نیمه پایدار و به نسبت نامتراکم که بر اثر افزایش رطوبت یا اعمال بار بیش از حد معین، خاک دچار نشست ناگهانی می شود.

عوارض ناشی از رمبش خاک ها بر سازه ها: نشست سازه های احداث شده بر روی این خاک ها، تخریب چندین سد خاکی، خسارت فراوان به ساختمان ها و اماکن عمومی، فرونشست زمین .

روش های شناسایی خاک رمبنده:

آزمایش های صحرایی: PLT، CPT

تست های آزمایشگاهی: آزمایش های ادومتر مضاعف یا ساده، سه محوری

 روش های تجربی: Rollings & Rolling, 1996

روش های مقابله با رمبش در خاک ها:

 پیش مرطوب سازی قبل از ساخت Prewetting and Ponding

حفاری موضعی و تعویض خاک

استفاده از ژئوسنتتیک ها: Geogrid, Geonet, Geotextile

تثبیت خاک با آهک، سیمان و قیر: Lime/Cement/Bituminous Stabilisation

پایدارسازی شیمیایی با دوغاب سیمان، تزریق مرحله ای دی اکسید کربن و سیلیکات سدیم

ایجاد موانع رطوبتی و توسعه سیستم زهکشی Moisture Barries

روش های بهسازی زمین: تراکم دینامیکی، تراکم ضربه ای سریع، تراکم ارتعاشی، تراکم غلتک کوبشی، شمع کوبی جابجایی

روش های سازه ای: طراحی سازه و پی مقاوم به اختلاف نشست

ویژگی خاک های روانگرا: در هنگام وقوع زلزله، ذرات سست و اشباع ماسه ساختار اولیه خود را از دست داده و با از دست رفتن مقاومت برشی خاک، یکی از انواع گسیختگی جریانی، گسترش جانبی، گسیختگی نوسانی زمین یا از بین رفتن ظرفیت باربری پی رخ می دهد.

عوارض ناشی از روانگرایی خاک ها بر سازه ها: نشست، کج شدن یا نشست غیریکنواخت سازه ها یا تاسیسات احداث شده بر روی این خاک ها.

روش های ارزیابی پتانسیل روانگرایی:

آزمایش های صحرایی: PLT، CPT، DHT

تست های آزمایشگاهی: آزمایش های سه محوری تناوبی، برش تناوبی ساده.

روش های مقابله با روانگرایی خاک ها:

تراکم دینامیکی Dynamic Compaction،

تراکم ضربه ای سریع Rapid Impact Compaction،

تراکم ارتعاشی Vibro Compaction،

جایگزینی دینامیکی Vibro Replacement،

اختلاط عمیق خاک Deep Soil Mixing،

تزریق پرفشار Get Grouting،

ستون شنی Stone Column

ویژگی: ذرات خاک در تماس با آب به صورت شناور درآمده و همراه با جریان آب از محیط خارج شده و فرسایش درونی ایجاد می شود.

عوارض خاک های واگرا: ایجاد حفره های فرسایشی، نشست، گسیختگی موضعی و تخریب سازه های به ویژه سازه های هیدرولیکی.

روش های شناسایی خاک واگرا:

آزمایش های صحرایی: آزمایش های قطره آب، با اشعه ماوراء بنفش، کدورت سنجی، کرامب

تست های آزمایشگاهی: آزمایش های هیدرومتری دوگانه، پین هول، جت آب مستغرق

 روش های شیمیایی: استفاده از پارامترهای درصد سدیم قابل تبادل یا نسبت جذب سدیم

روش های مقابله با تورم خاک ها:

تعویض خاک واگرا و جایگزینی آن با خاک مناسب

تثبیت شیمیایی خاک با آهک،‌ سیمان، سولفات آلومینیوم و یا مواد پلیمری

کنترل فیزیکی واگرایی با اجرای یک سیستم فیلتر با دانه بندی طراحی شده یا مواد ژئوسنتتیک ها

کنترل مشخصات فنی عملیات خاکی

ویژگی: بخشی از ذرات جامد خاک از نمک های معدنی با قابلیت انحلال تشکیل شده است.

عوارض خاک های انحلال پذیر: انحلال و شسته شدن مواد جامد خاک منجر به افزایش تخلخل و کاهش مقاومت برشی  توده خاک منجر به خسارات قابل ملاحظه به سازه های آبی می شود.

روش های شناسایی خاک انحلال پذیر:

مشاهدات و بررسی های ژئوتکنیکی: چال شناسایی، ارزیابی های چشمی و نمونه برداری کافی، حفاری گمانه به صورت مایل و در صورت نیاز افقی، برای تعیین موقعیت رگه ها، تعیین PH درجا، آزمایش هدایت الکتریکی

تست های آزمایشگاهی: تعیین مقدار گچ بر مبنای اندازه گیری یون Ca2+، SO₄2- و ... .

روش های مقابله با خاک های انحلال پذیر:

تعویض خاک انحلال پذیر و جایگزینی آن با خاک مناسب

احتراز از اراضی گچی

آبشویی خاک و حذف گچ

آب بندی Water Proofing ، استفاده از پتوی رسی Clay Blanket، ورقه های قیری Asphalt Coated Sheets، ژئوممبراین Geomebrane

استفاده از دیوار های آب بند

ایجاد سیستم زهکشی

افزایش تراکم خاک

تثبیت به کمک تزریق یا اختلاط با سیمان/ آهک/ سیلیکات سدیم/ ترکیبات قیری

ویژگی: خاک های ماسه ای ریز و غیرچسبنده ناپایدار در تماس با آب جاری به سرعت فرسایش یافته و از محیط خارج می شوند.

عوارض خاک های ماسه ای ناپایدار: بسیاری از سازه های عمرانی و تاسیسات زیر بنایی احداث شده روی خاک های ماسه ای ناپایدار در دنیا و ایران در اثر فرسایش درونی تخریب شده اند.

روش های شناسایی خاک ماسه ای ناپایدار:

آزمایش های صحرایی: SPT و دانسیته در محل

تست های آزمایشگاهی: آزمایش ها دانه بندی، وارفتگی، پین هول، سطح ویژه

روش های مقابله با خاک های ماسه ای:

افزایش تراکم خاک

اصلاح و تثبیت خاک ماسه ای با آهک،‌ سیمان، خاکسترهای صنعتی،‌ قیر، مواد پلیمری و روش های بیولوژیکی.

اقدامات اصلاحی گرادیان هیدرولیکی

اقدامات پیشگیرانه و حفاظتی

ویژگی: رطوبت خیلی زیاد، وجود مواد آلی قابل توجه، مقاومت برشی ناچیز، نشست پذیری زیاد و قابلیت زهکشی بسیار ضعیف از ویژگی های عمومی خاک های آلی و نرم است.

عوارض خاک های آلی ونرم: بسیاری از سازه های عمرانی و تاسیسات زیر بنایی احداث شده روی خاک های ماسه ای ناپایدار در دنیا و ایران در اثر فرسایش درونی تخریب شده اند.

روش های شناسایی خاک های آلی و نرم:

تست های آزمایشگاهی: آزمایش های افت حرارتی، تحلیل در پراکسید هیدروژن، سوزندان خشک یا تر، اکسیداسیون دی کرومات

روش های مقابله با خاک های آلی و نرم:

حذف یا برداشت خاک

روش پیش بارگذاری با یا بدون استفاده از زهکش قائم یا تحکیم خلاء

اصلاح و تثبیت خاک ماسه ای با آهک،‌ سیمان، خاکسترهای بادی،‌ تفاله کوره آهنگدازی، مواد پوزولانی.

اختلاط عمقی خاک با مواد افزودنی مناسب

استفاده از پی های عمیق

ویژگی: نوعی رس با ساختمان متخلخل، درصد رطوبت زیاد و با غلبه رس کم فعالیت که بر اثر به هم خوردگی ساختمان، مقاومت برشی خود را به مقدار قابل ملاحظه ای از دست داده و تبدیل به گل روان می شود.

عوارض رس ها روان: بنا به هر دلیلی ساختار رس های روان بهم زده شود، سازه های احداث شده روی آنها دچار تخریب کلی می شود.

روش های شناسایی رس ها روان:

تست های صحرایی: VST، CPT

تست های آزمایشگاهی: مقاومت الکتریکی،  حدود اتربرگ

روش های مقابله با خاک های آلی و نرم:

حذف یا برداشت خاک

مابقی روش های بهسازی جنبه تحقیقاتی آزمایشگاهی داشته وبایستی با احتیاط استفاده شود