مقاله تحلیلی: صفر تا صد یک پروژه مکانیک خاک - قسمت اول

مقاله تحلیلی: صفر تا صد یک پروژه مکانیک خاک - قسمت اول

اولین قدم در یک پروژه بررسی مقاومت خاک یا سنگ به‌منظور طراحی و ساخت سازه ها است. بررسی یک سایت، به برنامه پروژه، شرایط زیرسطحی و عواملی که باید خاک در برابر آن مقاوم باشد، بستگی دارد.

در اکتشافات میدانی روش های زیادی مورد استفاده قرار می گیرد. این روش ها شامل عکس های هوایی و سنجش از راه دور، روش های ژئوفیزیکی، گمانه ها و حفاری های آزمایشی و سنجش نفوذپذیری است. شما باید در مورد نمونه‌برداری، اکتشافات نمونه دست‌خورده (آزمایش درجا)، خواص خاک و سنگ، اندازه گیری میدانی و نحوه استفاده از تجهیزات نظارت ژئوتکنیکی آگاهی داشته باشید.

در این مقاله با روش ها و تجهیزات مورد استفاده در اکتشافات میدانی آشنا می شوید.

منطقه

قبل از انتقال دکل حفاری به سایت، ابتدا باید جمع‌آوری داده ها و تجزیه‌وتحلیل آن ها انجام شود.

مفهوم بررسی منطقه، به یک مهندس پی اجازه می دهد تا نتایج تعداد محدودی از اکتشافات زمینی را به کل قرضه تعمیم دهد. به‌این‌ترتیب، هزینه های اکتشاف زیرسطحی کاهش می یابد، ضمن آنکه مهندس برنامه ریز داده های مفیدی را از منطقه دریافت می کند. این موارد عبارت‌اند از:

  1. طرح: آگاهی از ساختارهای زمین و خصوصیات خاک ها، به طراح این امکان را می دهد تا اقتصادی ترین مکان را برای مسیر و شیب بزرگراه تعیین، مشکلات طراحی را برای هر نوع قرضه خاک ارزیابی و منابع قرضه مصالح دانه ای را تعیین کند.
  2. ساخت‌وساز: این امکان وجود دارد که بتوانیم نوع و میزان خاک های مشکل‌ساز در طول ساخت‌وساز را از پیش تعیین کنیم و هزینه ساخت‌وساز را با دقت بیشتری تخمین بزنیم.

الزامات کلی تحقیقات میدانی

فاز اولیه تحقیقات میدانی باید شامل بررسی دقیق شرایط زمین‌شناسی در محل و مناطق اطراف آن باشد. باید مطالعه ای از داده های موجود شامل داده های ثبت‌شده، تصاویر سنجش‌ازدور، عکس‌های هوایی و شناسایی میدانی انجام شود. می توانید از این اطلاعات برای برنامه ریزی اکتشافات استفاده کنید.

در صورت امکان حفاری باید به روش کاوش کم‌هزینه انجام شود. به عنوان مثال، حفاری های ساحلی بسیار پرهزینه هستند. این گزینه‌ها شامل گمانه ها و میله های آزمایش، بررسی های اصلاح لرزه ای و بررسی مقاومت الکتریکی است.

وسعت اکتشاف از پروژه ای به پروژه دیگر متفاوت است. با این حال، استانداردهای کلی زیر برای کلیه تحقیقات کاربرد دارند. اگرچه ممکن است استثنائاتی برای برخی از پروژه ها لحاظ شود.

  1. عمق اکتشاف اولیه باید طبق داده های به دست آمده در زمان بررسی میدانی، داده های موجود و تجربه برآورد شده باشد. گمانه ها باید از لایه های نامناسب (خاک های آلی، رسی نرم، ماسه ای سست و غیره) عبور کرده و در لایه های مناسب پی‌سازی خاتمه یابد.
  2. کلیه گمانه ها باید تا زیر عمق تخمین زده شده ادامه یابند.
  3. برای مرجع دهی آسان باید به گمانه ها یک شماره شناسه اختصاص دهید.
  4. برای هر گمانه باید ارتفاع سطح زمین و موقعیت واقعی آن در نظر گرفته شود. در گمانه های ساحلی باید با استفاده از یک سطح سنج، ارتفاع میانگین سطح دریا محاسبه شود.
  5. نمونه‌گیری باید به‌منظور انجام انواع آزمایش از هر لایه از مصالح مناسب به‌اندازه کافی انجام شود.
  6. سطح آب در هر گمانه یا گودال آزمایشی باید اولین بار، انتهای روز و پس از گذشت زمان کافی از تثبیت سطح آب، ثبت شود. به ASTM D 4750 رجوع کنید. همچنین آب های زیرزمینی (فشار آرتزین و غیره) را ثبت کنید،
  7. به‌جز چاه های مشاهده، باید هر گمانه و گودال آزمایشی مطابق دستورالعمل های زیست محیطی قابل اجرا، مجدداً پر شود.

تحقیقات میدانی مقدماتی

مهندس ژئوتکنیک پس از بررسی اطلاعات موجود، باید برای به دست آوردن اطلاعات دست اول درباره شرایط میدانی، به محل پروژه مراجعه کند. این داده ها و داده های قبلی به یکدیگر وابسته هستند. در فرم شکل 1، اطلاعاتی که یک مهندس لازم دارد نشان داده شده است. در کاوش های میدانی یک مهندس باید موارد زیر را یادداشت کند:

  1. تأثیر پی بر سازه های اطراف. باید مشخص شود که آیا لرزش یا نشست ناشی از اجرای پی به سازه های اطراف آسیب می-زند یا خیر.
  2. در گذرگاه‌های آب، باید منطقه به لحاظ سایش و آبراهه به لحاظ وجود رسوبات خاکی که قبلاً مشخص نشده، بررسی شود.
  3. مواردی که ممکن است روی برنامه گمانه مانند دسترسی، سازه‌ها، خدمات شهری (آب و برق و ...)، علائم تأسیسات شهری مدفون یا محدودیت املاک تأثیر بگذارد.
  4. ویژگی هایی که ممکن است در تحلیل مهندسی مانند زاویه شیروانی های موجود و پایداری حفاری های باز یا ترانشه ها مؤثر باشد.
  5. سطح آب‌های فصلی.
  6. جایی که ممکن است نیاز به گمانه زنی یا کاوش اضافی داشته باشد مانند توده های باتلاقی.

 صفر تا صد یک پروژه مکانیک خاک - قسمت اول

دستورالعمل هایی برای کاوش های تفصیلی

حداقل شرایط زیر باید برای اکتشاف و آزمایش بیشتر روی پروژه ها اعمال شود. البته باید با الزامات منحصربه‌فرد پروژه تطابق داشته باشند. در دستورالعمل های ذکرشده فقط از گمانه های معمولی استفاده می‌شود. این رایج ترین نوع اکتشاف است، اما مهندس ممکن است عمق سنج، گودال های آزمایش، روش های ژئوفیزیکی یا آزمایش درجا را علاوه بر -یا به‌جای - برخی از گمانه های معمولی که در بخش های بعدی ذکرشده است جایگزین کند.

 هدف کلی

همانطور که گفته شد، در صورت امکان از گزینه های کم‌هزینه تر برای گمانه ها استفاده می شود. با این وجود، در تعیین هدف برنامه زیرسطحی برای یک سازه، باید هزینه نسبی یک گمانه را در برابر هزینه پی در نظر گرفت.

به عنوان مثال، هزینه سوراخ کردن با مته ای به قطر 2/21 اینچ کمتر از شمع با قطر 12 اینچ خواهد بود. با این حال، اطلاعات به دست آمده از آن گمانه می تواند منجر به استفاده از تکنیک های مناسب طراحی و حذف تمام شمع های آن سازه شود. بدون داشتن اطلاعات کافی از گمانه، مهندس طراح پی باید به طرح های بسیار محافظه کارانه با فاکتورهای ایمنی بالا اعتماد کند. در این حالت، گمانه در بلندمدت، مقرون به‌صرفه‌تر است.

برنامه‌ریزی یک برنامه اکتشافی بدون آگاهی از شرایط پی، مطالعات زمین شناسی و تحقیقات قبلی یا سوابق سازه های موجود، چالش برانگیزتر است؛ بنابراین، با پیشرفت کار، تعیین عمق و محل قرار گرفتن گمانه ها، گودال های آزمایشی یا سایر روش-های مورد استفاده (مانند تعیین روش های نمونه گیری از خاک و آزمایش مورد استفاده) انجام می شود.

تعداد، عمق، فاصله و نوع آزمایش هایی که باید در هر برنامه اکتشافی انجام شود، به شرایط سایت، نوع سازه و الزامات آن بستگی دارد و تنها می توان به اصول کلی خاص اشاره کرد.

خاکریز ها در مقایسه با سازه، نسبت به تغییرات شرایط زیرسطحی حساسیت کمتری دارند. در حالی که بارهای سازه متمرکز هستند، بارها در خاکریز در یک منطقه گسترده پخش می شوند. طراحان بزرگراه ها به‌جای اکتشافات عمیق شرایط زیرسطحی، بر تعیین خصوصیات خاک یا سنگی که سابگرید روی آن قرار گرفته است متمرکز شده اند. ازآنجاکه سابگرید بخش عمده مسیر بزرگراه است، اکتشاف زیرسطحی برای خاکریز ها یا مقاطع عرضی لزوماً باید در منطقه گسترده ای انجام شود. خاکریز بزرگراه و اکتشافات مقاطع عرضی با استفاده از همان مراحل انجام می شود، اما فاصله و عمق گمانه ها مطابق آنچه در ادامه آمده، متفاوت است.

مراحل تحقیق

برای به دست آوردن اطلاعات و نمونه های لازم و تعریف شرایط زیرسطحی خاک و سنگ، از گمانه های عمیق یا کم عمق استفاده می شود. در ادامه به حداقل اطلاعات پی برای یک سایت با سازه معمولی اشاره می‌شود. زمین نرم ممکن است نیاز به آزمایش درجا داشته باشد.

  • چینه‌شناسی
  1. توصیف فیزیکی وسعت هر طبقه یا لایه.
  2. ضخامت و ارتفاع نقاط مختلف از بالا و پایین هر لایه.
  • خاک های چسبنده (هر لایه)
  1. میزان رطوبت طبیعی.
  2. حدود آتربرگ.
  3. وجود مواد آلی.
  •  شواهدی از خشک شدن یا دست‌خوردگی قبلی در خاک، برش یا صیقلی شدن
  1. تورم.
  2. مقاومت برشی.
  3. قابلیت فشردگی.
  • خاک های دانه ای (هر لایه).
  1. چگالی درجا (میانگین و محدوده) معمولاً به وسیله تست های نفوذپذیری استاندارد یا تست مخروط تعیین می شود.
  2. توزیع اندازه دانه (درجه‌بندی).
  3. وجود مواد آلی.
  4. سطح آب (برای هر سفره آب در صورت وجود بیش از یک سفره).
  5. سطح پیزومتری کل سایت در حال حاضر، گذشته و احتمالاً در آینده.
  6. سطح ایستایی معلق آب.
  • بستر
  1. عمق در کل سایت.
  2. نوع سنگ.
  3. وسعت و نوع هوازدگی.
  4. اتصالات اعم از توزیع، فاصله، باز یا بسته.
  5. اثرات حل‌شدگی در سنگ آهک یا سایر سنگ های محلول.
  6. شاخص کیفیت سنگ (RQD).

یک مهندس برای تعیین نوع خاک و فشردگی نسبی و موقعیت سطح استاتیک آب، باید از این حداقل داده ها برخوردار باشد. برقراری ارتباط خوب بین حفار و مهندس پی در تمام مراحل برنامه اکتشاف زیرسطحی ضروری است.

آزمایش درجا و یا نمونه گیری دست‌نخورده باید در مورد با زمین نرم انجام شود.

مراحل گمانه زنی میدانی

باید از لوگ گیری درست و یادداشت های میدانی دقیق، اطمینان حاصل کنید. ازآنجاکه برای تحلیل شرایط پی، دریافت لوگ گمانه ضروری است، گمانه زن باید توصیف درستی را ثبت کند.

در زمان حفاری، باید حداکثر اطلاعات به دست آمده از گمانه را به طور دقیق ثبت کنید - حتی اگر در این زمان مهم به نظر نرسد. این اطلاعات لوگ گمانه میدانی است. لوگ گمانه نهایی در تهیه گزارش نهایی طراح استفاده می شود که شامل داده-های لوگ گمانه میدانی و نتایج حاصل از آزمایش های شناسایی تصویری و طبقه‌بندی آزمایشگاهی است.

هر سازمان در مورد فردی که اطلاعات میدانی را ثبت می کند تصمیم می گیرد. برخی شرکت ها دارای یک مهندس زمین‌شناس یا تکنسین آموزش‌دیده با کارگران حفار هستند. برخی شرکت ها ممکن است سرپرست کارگران مته را برای لوگ گیری از گمانه آموزش دهند. گمانه زن باید در مورد حفاری و عملیات هنگام حفاری مشورت کند.

به طور کلی، گمانه زن باید مسئول ثبت اطلاعات زیر باشد:

  • توضیحات کلی هر لایه از سنگ و خاک و عمق بالا و پایین هر لایه.
  • عمق برداشت هر نمونه، نوع نمونه گرفته‌شده، شماره آن و هرگونه از بین رفتن نمونه هنگام استخراج.
  • عمق انجام تست های میدانی و نتایج آزمون.
  • اطلاعاتی که معمولاً به فرمت لوگ لازم است، از جمله:
  1. شماره و مکان گمانه.
  2. تاریخ شروع و پایان حفاری.
  3. نام حفار (و لوگ گیر در صورت وجود).
  4. ارتفاع بالای سوراخ.
  5. عمق سوراخ و دلیل خاتمه.
  6. قطر کیسینگ مورد استفاده.
  7. اندازه چکش و ضربه سقوط آزاد مورد استفاده در کیسینگ (در صورت انجام).
  8. ضربات در هر فوت برای پیشرفت کیسینگ (در صورت انجام).
  9. توضیحات و اندازه نمونه.
  10. اندازه چکش و ضربه سقوط آزاد در نمونه گیری تست های میدانی دینامیک.
  11. شمارش ضربه برای هر 6 اینچ نمونه‌برداری (نمونه برداری باید سه افزایش 6 اینچی یا 100 ضربه ای داشته باشد).
  12. نوع دستگاه حفاری مورد استفاده.
  13. نوع و اندازه لوله مغزه گیر مورد استفاده.
  14. زمان حفر هر ردیف یا هر فوت مغزه.
  15. طول هر ردیف مغزه و تعداد مغزه در هر ردیف.
  16. شاخص کیفیت سنگ هر مغزه.
  • سایر اطلاعات و اظهارات مربوط به سایر شرایط موجود، مانند:
  1. عمق آب های زیرزمینی مشاهده شده، زمان سپری شده از اتمام حفاری، شرایطی که در آن مشاهدات انجام شده و مقایسه با ارتفاعی که در طی شناسایی (در صورت وجود) ذکرشده است.
  2. فشار آب آرتزین.
  3.  موانع پیش آمده.
  4. مشکلات حفاری (ریزش دیواره، مغزه گیری از تخته‌سنگ‌های صخره ای، افزایش یا بالا زدگی ماسه ها در کیسینگ، غارها و غیره).
  5. حفاری گل و کیسینگ در صورت نیاز و دلیل آن.
  6. بوی نمونه بازیابی شده.
  7. هر اطلاعات دیگری که مجموعه ای از آن ها ممکن است مورد نیاز باشد.

 صفر تا صد یک پروژه مکانیک خاک - قسمت اول

در حین پیشرفت گمانه‌زنی، پرسنل حفاری میدانی فقط باید به طور اجمالی خاک هایی را که با آن ها مواجه شده اند شناسایی و توصیف کنند. حفارها به‌طور معمول وظیفه شناسایی دقیق و توصیف نمونه های خاک را بر عهده دارند. نمونه های خاک باید به آزمایشگاه فرستاده شوند، زیرا تخصص حفار در کار مکانیکی با دکل و تهیه داده های مربوط به لوگ زیر سطحی است. علاوه بر این، آزمایش شناسایی بصری نباید در فضای بیرون و در محیط انجام شود. آزمایش نمونه گیری خاک، اساس آزمایش های بعدی و تهیه پروفیل خاک است. به همین دلیل شناسایی بصری توسط یک تکنسین با تجربه بسیار مهم است. این که هیچ تست آزمایشگاهی انجام نشده و مقادیر طراحی بر اساس توضیحات بصری و نتایج SPT برآورد می شود، از اهمیت زیادی برخوردار است.

نمونه های اضافی پس از برداشت در محل، برای آزمایش به آزمایشگاه خاک فرستاده می شوند. پرسنل حفاری برای جلوگیری از دست‌خوردگی در ساختار طبیعی خاک، باید در استخراج، جابجایی و حمل‌ونقل این نمونه ها بسیار مراقب باشند. لوله ها فقط باید با فشار وارد خاک شوند و نباید باید با چکش این کار انجام گردد. طول پرس باید 4 تا 6 اینچ کمتر از طول لوله باشد. بیش از حد فشار ندهید.

یک درپوش ضخیم یک اینچی که از مخلوط موم زنبور عسل و پارافین است سر لوله قرار دهید تا لوله را در برابر رطوبت محافظت کند. قبل از حمل، انتهای لوله را با خاک اره پر کنید. شایع ترین دلیل دست‌خوردگی، بی احتیاطی در حمل لوله است (مانند ریختن لوله نمونه ها در پشت کامیون و 50 مایل رانندگی در یک جاده پر پیچ و خم). قرار گرفتن لوله در معرض دمای زیاد (قرار دادن لوله نمونه ها در هوای زیر صفر یا نگه‌داشتن جلوی کوره) نیز باعث ایجاد دست‌خوردگی خواهد شد.

برای حمل‌ونقل صحیح، لوله ها را به صورت قائم در یک جعبه عایق‌بندی شده که برای ضربه گیر بودن تا حدی پر از خاک اره یا استایروفوم است، قرار دهید. لوله ها را جدا از یکدیگر بگذارید (روشی که برای بسته‌بندی شیشه ها استفاده می کنید). به‌نوبت لوله ها را روی زمین بگذارید. نمونه ها را با دقت به طول های 6 تا 8 اینچی تقسیم بندی کنید، در کاغذ مومی بپیچید و بسته‌بندی کنید.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.

PDF

برای مشاهده کامل این محتوا می بایست مبلغ مورد نیاز را از اعتبار خود پرداخت کنید

برای کاربران ویژه رایگان است

نوع فایل دریافتی :
PDF
اعتبار مورد نیاز : 500 تومان
دریافت فایل PDF و حمایت از ترجمه کنندگان500 تومان
پرداخت 500 تومان و مشاهده محتوا
درباره نویسنده
عکس‌های Neshat_okhovat

نشاط اخوت

11 سال سابقه کار در شرکت راهسازی و پلسازی
سوالات مرتبط
عکس کاربر
2پاسخ
پیشنهاد و کمک برای داشتن آینده شغلی خوب در مهندسی ساختمان به یک دانشجو
با سلام خدمت دوستان من ترم اول کارشناسی عمران هستم و گرایشم به مهندسی ساختمان هست. میخام از همین الان شروع کنم تا آینده شغلی خوبی داشته باشم از شما دوستان درخواست دارم تا من رو در روش هایی درس خوندن موثر ، برنامه های لازم و کاربردی ، مهارت های لازم و کاربردی ، سایت ها و ارگان های مربوطه ، مقالات و اطلاعات پایه و مورد نیاز و هر چیزی که بنظرتون برای من مفید و به درد بخور هست رو ممنون میشم مشوره بدید. خیلی ممنون.
عکس کاربر
1پاسخ
مقدار ضریب ترک خوردگی پیچشی

سلام دوستان عزیز در مورد مقدار ضریب ترک خوردگی پیچشی امکان داره راهنمایی کنند

عکس کاربر
1پاسخ
فرق کرنش واقعی با کرنش مهندسی چیه؟
سلام فرق کرنش واقعی با کرنش مهندسی چیه؟
ورود به بخش پرسش و پاسخ
  • برای ارسال دیدگاه وارد شوید یا ثبت نام کنید .
  • در دانشنامه 808 بیشتر بخوانید ...

    تقویم آموزشی

    19 آذر 1398
    کمیته ملی سدهای بزرگ ایران
    19 آذر 1398
    مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی
    19 آذر 1398
    دانشگاه میعاد با همکاری دانشگاه شیراز
    26 آذر 1398
    دانشگاه جامع علمی کاربردی سازمان همیاری شهرداری ها
    1 دى 1398
    شرکت توسعه خدمات کارآفرینی مسکن
    2 دى 1398
    سازمان بسیج مهندسی صنعتی استان گیلان
    5 دى 1398
    آموزشگاه آزاد فنی و حرفه ای دادیک
    30 دى 1398
    دانشگاه جامع علمی کاربردی سازمان همیاری شهرداری ها
    2 بهمن 1398
    دبیرخانه دائمی کنفرانس
    30 بهمن 1398
    موسسه آموزش عالی میزان
    4 اسفند 1398
    گروه پژوهشی صنعتی آریانا با همکاری انجمن مدیریت پروژه ایران
    5 اسفند 1398
    مرکز مطالعات و تحقیقات علوم و فنون بنیادین در جامعه
    7 اسفند 1398
    دانشکده فنی انقلاب اسلامی تهران
    19 اسفند 1398
    دانشگاه جامع علمی کاربردی سازمان همیاری شهرداری ها
    1 ارديبهشت 1399
    انجمن ژئوتکنیک ایران
    15 ارديبهشت 1399
    انجمن توسعه و ترویج علوم و فنون بنیادین
    18 آبان 1399
    کمیته ملی سدهای بزرگ ایران

    موسسه 808 نماینده موسسات جهانی در ایران

    پکیج استثنایی 808