تجزیه و تحلیل خاک یا به عبارتی دیگر آزمایش خاک به‌عنوان یک سری از آزمون‌هایی شناخته می‌شود که به‌منظور بررسی دقیق و وسیع ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک در مناطق جغرافیایی مختلف، به کار گرفته می‌شود. این امر به‌منظور اجرای ساختمان‌هایی که در معرض خطراتی چون زلزله و سیلاب هستند و از سوی دیگر، تطبیق با مقررات و قوانینی که اجرای این آزمون را الزامی می‌سازند، ضروری است.
این تست، اطلاعات گران‌بهایی از جمله اسیدیته، مقاومت در برابر فشار، دانه‌بندی، تحمل وزن، چگالی و نفوذپذیری خاک و اقلیمی را به دست می‌آورد. داده‌های این آزمون می‌تواند به مهندسان عمران در طراحی بهترین مدل‌های ساختمانی که در برابر زلزله مقاوم باشند، کمک کند.
آزمایش خاک چیست؟
معیارهای مختلف بر کیفیت و استاندارد ساخت و ساز تأثیر می‌گذارند. یکی از مهم‌ترین این معیارها، کیفیت و وضعیت خاک محل کارگاه ساختمانی است. ویژگی‌های خاک، اثر بر دانسیته، رطوبت، وزن، نفوذپذیری، مقاومت برشی، تحمل بار و دانه‌بندی ساختمان را مشخص می‌کند.
برای اطمینان از تطابق این ویژگی‌ها با استانداردهای لازم، آزمون‌های خاک انجام می‌شود که سازندگان باید خاک محل ساخت را مورد آزمون قرار دهند. این آزمون‌ها باید توسط آزمایشگاه‌های تائید شده توسط نظام مهندسی کشور انجام شود. بسیاری فکر می‌کنند این آزمون برای ساخت ساختمان اختیاری است، اما در بسیاری از شهرهای ایران برای صدور مجوز ساختمانی لازم است.
هر شهر دارای شرایط ژئوتکنیکی خاص خود است و نمی‌توان یک قانون عمومی برای همه شهرها تعیین کرد، اما اغلب برای ساختمان‌های مختلف نیاز به آزمون خاک و اخذ مجوز آن وجود دارد. انجام این آزمون‌ها توسط شرکت معتبر سانا پی توصیه می‌شود تا نتیجه اعتباری داشته باشند. آزمون خاک تنها برای صدور مجوز لازم نیست، بلکه کاربردهای دیگری هم دارد، از جمله ارزیابی مقاومت سازه در برابر زلزله. بنابراین حتی اگر لزوم اجرای آزمون برای مجوز وجود نداشته باشد، انجام آزمون خاک را توصیه می‌کنیم.
کاربرد آزمایش خاک
می‌توان گفت که مطالعات ژئوتکنیک و انجام آزمایش‌های خاک از جمله مراحل حیاتی در پروسه اخذ مجوز و پروانه ساخت سازه‌ها است. تأسیس بسیاری از ساختمان‌ها، به‌ویژه در شرایط مشخص، به این آزمون‌ها وابسته است، اما تنها انجام آزمون خاک کافی نیست. نتایج باید توسط سازمان نظام مهندسی کشور تصویب شده و سپس شهرداری محلی نیز باید آن را تأیید کند. بدون این تأییدها، احداث ساختمان بر روی بستر خاک موردنظر غیرممکن است.
انجام آزمایش‌های خاک از طریق اطمینان حاصل کردن از شرایط ایده‌آل برای ساختمان بر روی بستر موردنظر، اهمیت بسیاری دارد. این کار با دوام و ایمنی ساختمان ارتباط دارد؛ زیرا بستر نامناسب می‌تواند به مشکلات عدیده‌ای منجر شود. برای مثال، اگر خاک نفوذپذیری کافی نداشته باشد، پایه‌های ساختمان به دلیل رطوبت ممکن است آسیب ببینند. همچنین، دانه‌بندی نامناسب خاک می‌تواند باعث آسیب به پایه‌ها و فونداسیون ساختمان شود.
همچنین یکی از اهداف اصلی انجام آزمایش‌های خاک، افزایش ضریب اطمینان و ایمنی ساختمان در مقابل زلزله است. اینکه چقدر بستر خاک مقاومت دارد می‌تواند به‌طور مستقیم بر مقاومت ساختمان در برابر نیروهای زلزله تأثیر بگذارد. در پروژه‌های کوچک و متوسط، انجام آزمون خاک برای ساختمان‌های استاندارد موردنیاز است. هرچند در برخی شرایط زیر این امر می‌تواند مورداستفاده قرار نگیرد:
- موقعیت‌های ساختمانی با کمتر از ۳۰۰ مترمربع زیربنا
- وجود اطلاعات آزمون خاک برای منطقه یا منطقه‌های مجاور
- سازه‌های با حداکثر ۴ طبقه (با در نظر گرفتن پارکینگ و انباری)
- سازه‌های با اهمیت کمتر مانند سوله‌ها و انبارها که خسارت جانی کمی ایجاد می‌کنند
- موقعیت‌هایی که در آن‌ها نیاز به سازه کمتری وجود داشته باشد، با شرطی که خاک منطقه مناسب باشد
در هر صورت، در پروژه‌های بزرگ و متوسط، توصیه می‌شود این آزمون انجام شود، زیرا تأثیر بسزایی بر انتخاب بهترین مواد ساختمانی و کیفیت ساخت خواهد داشت.
انواع آزمایش های خاک
آزمایش خاک، آزمایش‌هایی هستند که برای تعیین خواص مکانیکی و فیزیکی خاک انجام می‌شوند. این آزمایش‌ها اطلاعات ارزشمندی در مورد رفتار خاک در زیر بارهای وارده ارائه می‌دهند و در طراحی و ساخت سازه‌ها و تأسیسات عمرانی کاربرد دارند.
انواع آزمایش‌های خاک را می‌توان بر اساس هدف انجام آن‌ها، روش انجام، نوع خاک مورد آزمایش و سایر عوامل دسته‌بندی کرد. در ادامه به برخی از مهم‌ترین انواع آن‌ها اشاره می‌کنیم.
آزمایش طبقه‌بندی خاک
این آزمایش‌ها برای تعیین نوع خاک بر اساس توزیع دانه‌بندی و سایر ویژگی‌های فیزیکی خاک انجام می‌شوند. آزمایش‌های طبقه‌بندی خاک در تعیین ظرفیت باربری و طراحی سازه‌ها و تأسیسات عمرانی کاربرد دارند.
آزمایش تراکم خاک
آزمایش‌های تراکم خاک در طراحی پی‌ها و سایر سازه‌های خاکی کاربرد دارند. این آزمایش‌ها برای تعیین حداکثر تراکم خاک و میزان آب لازم برای رسیدن به این حد تراکم انجام می‌شوند.
آزمایش مقاومت برشی خاک
مقاومت برشی خاک یکی از مهم‌ترین پارامترهای مکانیکی خاک است که در طراحی سازه‌ها و تأسیسات عمرانی کاربرد دارد. این آزمایش‌ها برای تعیین مقاومت خاک در برابر برش انجام می‌شوند.
آزمایش نفوذپذیری خاک
این آزمایش‌ها برای تعیین میزان نفوذپذیری خاک انجام می‌شوند. نفوذپذیری خاک یکی از مهم‌ترین پارامترهای مهندسی ژئوتکنیک است که در طراحی سازه‌های آبی و سایر سازه‌هایی که در معرض جریان آب قرار دارند کاربرد دارد.
آزمایش خاک CBR
تست CBR در طراحی جاده‌ها و سایر سازه‌های زیرسازی کاربرد دارد، ازاین‌رو این روش برای تعیین مقاومت برشی خاک تحت بار تکرار شونده انجام می‌شود.
آزمایش خاک هم ارز ماسه‌ای (Sand Equivalent Test)
هم ارز ماسه‌ای، آزمایشی است که برای تعیین میزان تمیزی و کثیفی ماسه انجام می‌شود. این آزمایش بر اساس اصل لخته شدن رس است. در این آزمایش، نمونه خاکی با محلول لخته ساز مخلوط می‌شود و سپس، ذرات ماسه و رس به‌صورت جداگانه رسوب می‌کنند. مقادیر بالاتر در این ارزیابی نشان‌دهنده سنگدانه تمیزتر و مطلوب‌تر است.
علاوه بر آزمایش‌های ذکر شده، ارزیابی‌های دیگری نیز وجود دارند که برای تعیین خواص مکانیکی و فیزیکی خاک انجام می‌شوند. از جمله این آزمایش‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- آزمایش خزش
- آزمایش تحکیم
- آزمایش حد روانی
- آزمایش حد خمیری
- آزمایش تک محوری
- آزمایش سه محوری
- آزمایش برش مستقیم
انتخاب نوع آزمایش خاک به عوامل مختلفی از جمله نوع خاک، هدف از انجام آزمایش و شرایط محیطی بستگی دارد. مهندسان ژئوتکنیک با توجه به شرایط موجود، آزمایش‌های مناسب را برای تعیین خواص خاک انتخاب می‌کنند.
مراحل انجام آزمایش خاک
آزمایش‌های مربوط به خاک طی مراحل مختلفی انجام می‌شود که در ادامه بررسی می‌کنیم.
بخش اول: بررسی محل
حفاری به‌صورت دستی یا ماشینی هدف اصلی در این بازدید است. نوع حفاری مناسب برای هر ساختمان بسته به ویژگی‌های خاص آن متفاوت است. طبق قوانین سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران، آزمایش خاک باید پس از صدور مجوز شهرداری انجام شود. در این مرحله، ویژگی‌های زمین، محیط اطراف و جهت ساختمان نیز موردبررسی قرار می‌گیرد.
پس از این بررسی، جزئیات حفاری، نوع حفاری و سایر موارد مربوط به فرآیند آزمایش خاک مشخص می‌شود. در برخی مواقع، کارشناس آزمایشگاه ممکن است موقعیت ساختمان را بر اساس نقشه‌ها بررسی کند. در این حالت، مدارک مربوطه باید توسط مالک ارسال شود تا بررسی‌ها به‌صورت آنلاین صورت گیرد.
بخش دوم: دریافت مدارک
پس از مراجعه به محل، ارسال دو مدرک دستور نقشه و نقشه معماری ضروری است. دستور نقشه برای شناسایی مالک و ثبت اطلاعات در قرارداد مورداستفاده قرار می‌گیرد. نقشه معماری هم برای تعیین ابعاد و عمق استقرار پی مورداستفاده قرار می‌گیرد. با داشتن این اطلاعات، تعداد و عمق گمانه‌ها برای آزمایش خاک مشخص می‌شود. ارسال این دو مدرک به‌صورت آنلاین انجام می‌شود و نیازی به حضور فیزیکی نیست.
بخش سوم: عقد قرارداد
قرارداد به مالک ارسال می‌شود و در صورت نیاز به اصلاحات، تغییرات لازم اعمال می‌شود. در صورت توافق، مالک می‌تواند برای امضای قرارداد به آزمایشگاه مراجعه کند. همچنین در زمان عقد قرارداد، برگه تعهد خدمات ژئوتکنیک به مالک ارائه می‌شود که باید پس از گواهی امضا شده، به دفتر خدمات الکترونیک ارسال شود. این برگه، یکی از مدارک مهم است که آزمایشگاه مکانیک خاک به مالک ساختمان ارائه می‌دهد تا بتواند آن را به دفتر خدمات الکترونیک ارسال کند و از صحت آن اطمینان حاصل کند.
بخش چهارم: حفاری و آزمایش میدانی
بعد از اخذ مجوز برگه سبز ژئوتکنیک توسط مالک، مراحل عملیاتی کار آغاز می‌شود. تیم حفاری، با استفاده از دستگاه‌های دستی یا مکانیزه، به محل اعزام شده و حفاری را آغاز می‌کنند. یکی از عوامل کلیدی در شتاب بخشیدن به فرآیند دریافت تأییدیه مکانیک خاک، انتخاب گروه حفاری متخصص است.
اگر تیم حفاری دارای تجربه کافی نباشد یا دستگاه حفاری آنان مناسب نباشد، ممکن است مراحل مطالعات و آزمایش‌های میدانی، به مدت روزها یا حتی هفته‌ها به تأخیر بیفتد. در طی حفاری، انواع آزمایش‌ها مانند تست SPT و آزمایش‌های چگالی در محل انجام می‌شود و نمونه‌برداری از عمق‌های مختلف زمین نیز انجام می‌پذیرد.
بخش پنجم: حضور کارشناس ژئوتکنیک
پس از نصب دستگاه حفاری، یک کارشناس از شرکت برای نظارت بر پروژه اعزام می‌شود. این کارشناس، فیلم‌برداری از فرآیند آزمایش را انجام داده و آن‌ها را به سازمان نظام مهندسی ارائه می‌دهد. یکی از عوامل کلیدی در شتاب بخشیدن به فرآیند دریافت تأییدیه آزمایش خاک، حضور یک کارشناس باتجربه در محل پروژه است.
اگر این کارشناس دقیق و به‌روز نباشد، ممکن است آزمایش انجام شده توسط سازمان نظام مهندسی تأیید نشود و در نتیجه فرآیند دریافت تأییدیه به تأخیر بیافتد. بنابراین، برای افزایش سرعت دریافت تأییدیه، استفاده از گروه حفاری باتجربه و کارشناس ماهر توصیه می‌شود.
بخش ششم: آزمایش‌های آزمایشگاهی
پس از اتمام حفاری، نمونه‌های جمع‌آوری شده با دقت بسته‌بندی می‌شوند. تمام نمونه در شرایطی کاملاً ایدئال نگهداری شده تا هیچ آسیبی به آن‌ها وارد نشود. حفظ رطوبت نمونه‌ها نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین، برای انتقال نمونه‌ها از نایلون‌های کیپ‌زیپ استفاده می‌گردد.
پس از رسیدن نمونه‌ها به آزمایشگاه، تست‌های مختلفی از جمله آزمایش درصد رطوبت خاک، تست دانه‌بندی، آزمایش هیدرومتری و تست‌های تحکیم و حد روانی بر روی آن‌ها انجام می‌شود. سپس نتایج به‌صورت شیت‌های آزمایشگاهی خاک گزارش داده می‌شوند.
بخش هفتم: تهیه دفترچه مکانیک خاک
تمام نتایج حاصل از آزمایش‌های میدانی و آزمایشگاهی در قالب یک گزارش ارائه می‌شود و مهندسان محترم محاسبه برای بهبود دقت طراحی ساختمان‌ها می‌توانند از این گزارش بهره‌مند شوند.
سازه های معاف از آزمایش خاک
با رعایت تمامی شرایط زیر، ساختمان معاف از آزمایش خاک می‌شود:
- تیپ خاک مطابق استاندارد ۲۸۰۰
- اطلاع از زمین موردنظر و جنس خاک آن
- قرار گرفتن ساختمان بر زمین با اهمیت کم
- تعداد محدود ساختمان‌ها در نزدیکی یکدیگر
- عدم وجود خاک دستی در محل ساخت ساختمان
- نبود سازه‌ای که باعث خسارت به ساختمان شود
- واقع نشدن محل ساختمان در منطقه گسل اصلی
- گودبرداری کمتر از دو متر در طراحی و اجرای ساختمان
- عدم وجود خاک‌های مسئله‌دار (مانند خاک رمبنده یا خاک‌های با پتانسیل روانگرایی)
اگر حتی یکی از این شرایط برقرار نباشد، آزمایش خاک لازم است. تمام نکاتی که در بالا ذکر شده طبق قوانین و مقررات ملی تعیین شده‌اند و در زمینه ساختمان‌سازی باید رعایت شوند. پس زمانی که تمام نکات بالا رعایت شد، می‌توانید فرایند ساخت ساز را شروع کنید و هیچ مشکلی در ادامه کار نخواهید داشت.
انواع تیپ خاک
به‌طورکلی تیپ‌های خاک به 4 دسته تقسیم‌بندی می‌شوند که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم.
خاک تیپ ۱
شامل خاک‌های بسیار مستحکم است که به طبقه‌بندی آیین‌نامه ۲۸۰۰ وارد می‌شوند. این نوع خاک از سنگ‌های آذرین، رسوبی و دگرگونی ساخته شده و سرعت موج برشی آن بیشتر از ۷۵۰ متر بر ثانیه است. تیپ ۱ به‌عنوان بهترین نوع خاک برای ساخت و ساز معتبر است و شامل خاک‌های بسیار سخت و شبه سنگ‌ها می‌شود.
خاک تیپ ۲
۳۷۵ تا ۷۵۰ متر بر ثانیه سرعتی است که برای برش این تیپ استفاده می‌شود. با توجه به اینکه در این تیپ سنگ بسیار سست است و البته خاک نیز تراکم بالایی دارد از این سرعت موج برشی استفاده می‌گردد. این دسته شامل شن و ماسه متراکم و رس بسیار سخت است که ضخامت آن بیشتر از ۳۰ متر است و همچنین شامل سنگ‌های آذرین و رسوبی سست مانند توف و سنگ‌های متورق و هوازده می‌شود.
خاک تیپ ۳
خاک این نوع دارای تراکم متوسط است و شامل سنگ‌های فرسوده ناشی از هوازدگی و همچنین طبقاتی از شن و ماسه با پیوند مناسب و رس‌هایی با سختی متوسط است. این خاک با سرعت‌هایی میان ۱۷۵ تا ۳۷۵ متر بر ثانیه جریان پیدا می‌کند.
خاک تیپ ۴
این تیپ به‌عنوان یکی از ضعیف‌ترین اقسام خاک‌ها شناخته می‌شود. این نوع شامل خاک‌هایی است که نسبت به سایر انواع، نرم و شکست‌پذیرند و سرعت موج برشی آن‌ها کمتر از ۱۷۵ متر بر ثانیه است. این دسته شامل هرگونه پروفیلی است که دارای حداقل ۶ متر رس با اندیس خمیری بیش از ۲۰ و رطوبت بالای ۴۰٪ است.
به‌عنوان نمونه، نهشته‌های نرمی که دارای رطوبت بالا هستند، به دلیل افزایش سطح آب زیرزمینی در این مناطق شکل می‌گیرند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که خاک این نوع، به‌طورکلی به‌عنوان یک محیط کمتر مناسب برای بسیاری از کشت‌ها و رشد گیاهان شناخته شود.
آزمایش خاک و ارائه گزارش با بالاترین سرعت و کیفیت
دریافت مجوز ساخت برای پروژه‌های ساختمانی، شامل مراحل مختلفی است که انجام آزمایش خاک برای تست و بررسی زمین‌ها یکی از مهم‌ترین آن‌ها است. برای انجام تست خاک و تأییدیه آن برای ساختمان، می‌توانید کلیه اقدامات لازم را با گروه صنعتی سانا پی انجام دهید.
برای شروع کار حتماً باید نقشه معماری ساختمان موردنظر خود را ارسال کنید. این نقشه‌ها به ما کمک می‌کند تا تعداد و عمق گمانه‌های لازم برای انجام آزمایش خاک را تعیین کنیم. در صورت امکان، اگر محل موردنظر تهران باشد، خوشحال می‌شویم که مدارک را به‌صورت حضوری دریافت کرده و در غیر این صورت، می‌توانید مدارک را از طریق ایمیل یا پیام‌رسان‌ها برای ما ارسال نمایید.
به‌منظور ارائه خدمات بهتر، یک قرارداد برای ارائه خدمات تست خاک به شما ارائه خواهد شد. این قرارداد شامل جزئیات تمامی خدمات آزمایش خاک است و هزینه‌های مالک نیز در آن مشخص خواهد شد. دو روش دستی و ماشینی برای حفاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب نوع حفاری به وضعیت و شرایط خاص هر پروژه بستگی دارد و هر کدام از این روش‌ها ویژگی‌ها و نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند. در زمان حفاری‌ها، در محل گمانه‌ها، آزمایش‌های صحرایی انجام می‌شود.
این آزمایش‌ها شامل آزمون نفوذ استاندارد (SPT) و سایر آزمایش‌های مرتبط در محل پروژه و با به‌روز‌ترین تجهیزات انجام می‌شود. در نهایت نتایج آزمایش با دقت بالا و به‌صورت مستند در اختیار شما قرار می‌گیرد تا بتوانید برای ساخت و ساز استاندارد از آن استفاده کنید. در انتها باید بگویم هر نوع راهنمایی در این زمینه نیاز داشتید را با تیم پشتیبانی سانا پی در میان بگذارید. ما در کوتاه‌ترین زمان پاسخگوی شما هستیم.
