خاک در ساختمان سازی بسیار اهمیت دارد ، چرا که در بازدید اولیه از محلی که قرار است در آن ساختمان بسازیم یا آن را خریداری نمائیم با اولین موردی که روبه رو می شویم خاک محل پروژه است ، نوع خاک محل پروژه، روی نحوه ساختمان سازی موثر است؛ چرا که اولا نوع خاک در انتخاب پی و نوع سازه تاثیر دارد ثانیا عناصر تشکیل دهنده خاک، خواص متفاوتی داشته و در مقابل عوامل مخربی چون آب، ضربه و هوا تاثیرات متفاوتی دارند ، در واقع شما برای برطرف کردن نقاط ضعف هر خاکی از روشهای تقویتی مخصوص به آن نوع خاک استفاده می کنید. که می تواند در هزینه ها بسیار تعیین کننده باشد. به همین دلیل در ادامه این نوشته قصد داریم به بررسی تاثیر انواع خاک در ساختمان سازی بپردازیم.
خاک چیست و چگونه بوجود آمده است :
خاک یک سیستم پیچیده و پویا است که از مواد معدنی، مواد آلی، هوا، آب و موجودات زنده تشکیل شده است. در واقع خاک لایه نازکی از پوسته زمین است که در اثر فرسایش سنگ ها و بقایای موجودات زنده در طول هزاران سال به وجود آمده است.
شناسایی ظاهری خاک را به دو صورت می توان انجام داد :
البته این روش ها غیر دقیق هستند و برای زمانی است که طبق مقررات نیاز به نتیجه آزمایش خاک نداریم یا می خواهیم فقط هزینه ساخت را برآورد کنیم.
1. تعیین نوع خاک از روی دانه ها و ذرات تشکیل دهنده خاک ( زمانی که هیچ قسمتی از خاک کنده نشده و هیچ برشی از خاک قابل مشاهده نیست و ما فقط می توانیم سطح رویی خاک را ببینیم. )
2. تعیین نوع خاک از روی بررسی برشی از توده خاک ( زمانی که حداقل قسمتی از خاک به هر دلیلی کنده شده و برشی از خاک قابل مشاهده است. )
خاک در ساختمان سازی
1. تعیین نوع خاک از روی دانه ها و ذرات تشکیل دهنده خاک ( فقط مشاهده سطح خاک ) :
1) درشت دانه «شن» (Gravel): ذراتی با ابعاد 2 تا 80 میلی‌متر هستند ، وقتی این ذرات را داخل دست بگیریم بستن دست مشکل می شود.
2) ریزدانه «ماسه» (Sand): ذراتی با ابعاد 0.063 تا 2 میلی‌متر هستند ، این ذرات با چشم از یکدیگر قابل تشخیص هستند.
3) خاک باغ (خاکهای آلی) «لای یا سیلت» (Silt): ذراتی با ابعاد 0.002 تا 0.063 میلی‌متر هستند ، این ذرات با چشم از یکدیگر قابل تشخیص نیستند. دارای بوی بد و رنگهای تیره هستند.
4) خاکهای ریز دانه و چسبنده «رس» (Clay): ذراتی کوچک‌تر از 0.002 میلی‌متر ، ذرات این نوع خاک نرم هستند.
5) خاکهای مخلوط :
6) زمینهای سنگی :
7) خاک دستی :
خاک در ساختمان سازی
ویژگیهای انواع خاک ها
1) خاک شنی :
- اگر طبقات و شنهای متشکله زمین بهم فشرده و محکم شده باشند برای ساختمان مناسب بوده و قابلیت تحمل فشار نسبتاً بالائی را خواهد داشت.
- خاک شنی به دلیل خاصیت خوب زهکشی به آب اجازه عبور آسان می‌دهد، ریسک انباشت آب و خطر ایجاد آسیب به سازه‌ها را کاهش می‌دهد. این ویژگی زمانی می‌تواند مفید باشد که نیاز به کنترل رطوبت در ساختمان وجود دارد.
- خاک شنی پایداری خوبی دارد و کمتر مستعد تغییر حجم یا ترک‌خوردگی است. برای همین با پایداری مناسبشان می‌توانند استحکام سازه‌ها را تا مدتی طولانی تأمین کنند.
- خاک شنی مقاومت بالای در برابر تغییرات دمایی و یخبندان دارد ، که باعث می‌شود امکان استفاده از آنها در شرایط دمایی مختلف را داشته باشید.
- خاکهای شنی به دلیل دانه‌بندی درشت و چسبندگی کم، نسبت به ریزش و لغزش حساس‌تر هستند. این نوع خاکها اغلب نیازمند استفاده از سیستم‌های مهار مانند سپرکشی یا نیلینگ برای حفظ پایداری دیواره‌های گود هستند.
2) خاک ماسه ای :
- این خاکها به دلیل تخلخل بین ذرات، زهکشی آب بالا و نفوذپذیری بالایی را دارند
- باید همواره میزان رطوبت را در این خاک کنترل کنید، در غیر این صورت با افزایش رطوبت این خاک به ماده‌ای خمیری و لغزنده تبدیل می‌شود که به هیچ عنوان برای ساختمان گزینه مناسبی نیست.
- زمین ماسه ای عموما در سواحل دریا و مناطق کویری وجود دارد. اگر زمین خشک باشد و سطح آب زیرزمینی پایین باشد مقاومت فشاری زمین ماسه ای حدود 1.5 الی 2 کیلوگرم بر سانتی متر است. که این میزان تحمل بار در آنها به اندازه وزن ساختمان یک طبقه است. این مورد در مناطق کویری به چشم می خورد.در صورتی که در زمینی سطح آب زیرزمینی بالا باشد و ماسه ها آب دار باشند، زمین حالت لغزندگی پیدا می کند. در این صورت ماسه ها امکان حرکت در زیر فونداسیون را داشته و باعث فرو رفتن ساختمان در داخل زمین یا واژگونی آن می شوند. این حالت معمولا در کنار دریا دیده می شود. برای احداث سازه های سنگین و مرتفع نیاز به استفاده از فونداسیون گسترده و اجرای شمع تا رسیدن به خاک مقاوم هست.
- ساختمان سازی روی قسمت های مسطح این زمینها به ارتفاع کاملا محدود و به شرط پی سازی عمیق و گسترده قابل اجرا می باشد. اما در زمین های شیب داری که خطر نفوذ آب در آن وجود دارد، امکان حرکت پذیری زمین و در نتیجه واژگونی ساختمان وجود خواهد داشت. به همین دلیل، این دسته از زمین ها برای ساختمان سازی مرغوب نمی باشند.
3) خاک آلی (باغی یا نباتی) :
- این زمین ها عموما زیر پوشش محصولات کشاورزی بوده و نرم و سست است.
- این نوع خاک ها باید بصورت کامل تا رسیدن به خاک قابل اطمینان برداشته شود و اصلا برای ساختمان سازی مناسب نیست.
4) خاک رسی:
- عموما از ذرات ریز و نرم تشکیل شده اند.
- عایق حرارتی خوبی است و به حفظ دمای سازه در هوای گرم کمک می‌کند، نیاز به تهویه مطبوع را نیز کاهش می‌دهد. به همین دلیل، در مناطق گرمسیر عملکرد بسیار خوبی دارد.
- خاک و زمینهای رسی هنگامی که خشک و عاری از رطوبت هستند، مقاومت قابل قبولی دارند. اما زمانیکه آب در ذرات ریز خاک رس نفوذ کرده و ذخیره می‌شود، مقاومت خاک از بین رفته و به راحتی فرومی‌پاشد. به عبارتی خاک رس در اثر جذب رطوبت، منبسط شده و با خشک شدن به شدت منقبض می‌شود. طوری که در هنگام خشک شدن، ترک‌ها و شکستگی‌های عمیقی روی آنها می‌افتد. این تغییرات، فشار شدیدی به پی ساختمان وارد کرده و باعث حرکت آن می‌شود. در نتیجه احتمال فروپاشی پی ساختمان در صورت مرطوب شدن، خاک رس را به یک خاک ضعیف برای ساختمانسازی تبدیل می‌کند.
- خاصیت هیدرولیکی مناسب یکی از ویژگیهای خانواده رسها است که باعث نفوذپذیری اندک آنها می‌شود، به‌همین دلیل می‌توانید از این خاک در سازه‌های زیر آبی مانند سد سازی استفاده کنید.
- اگر این زمین ها کاملا خشک و مسطح باشد (رس آب بندی شده)، ساختمان سازی را روی آن می توان تا ارتفاع مشخصی انجام داد. در این زمین ها بهتر است ساختمان حدود 1 متر پائین تر از سطح زمین اجرا شود. اگر زمین رسی، مرطوب باشد (رس نرم) حتی در صورت مسطح بودن نیز ساختمان سازی روی آن جایز نیست، زیرا این زمین در اثر نفوذ رطوبت و آب، متورم شده و اصطلاحا «باد» می کند. زمین های رسی مرطوب که در شیب باشند، رانش ساختمان را به دنبال دارند.
- گودبرداری در خاکهای رسی نیاز به دقت بالایی در مدیریت آبهای زیرزمینی و کنترل رطوبت دارد.
5) خاک مخلوط :
- اگر نسبت رس ، ماسه و شن خاک به گونه ای باشد که هیچکدام از آنها اکثریت ذرات تشکیل دهنده خاک را تشکیل نداده باشند آنگاه ما با یک خاک مخلوط روبه رو هستیم ، در این حالت اگر دانه بندی مناسب باشد ( نسبت ریزدانه های خاک به درشت دانه های آن تقریبا یکسان باشد ) و خاک به اندازه کافی فشرده باشد ( ذرات ریز و درشت آن درهم فرو رفته باشند ) به آن خاک دج می گویند و برای ساختمان سازی مناسب است.
- پی کنی روی این زمین ها با زحمت انجام شده و معمولا از کلنگ، قلم، چکش، پتک سنگین و در مواردی از دستگاه کمپرسور استفاده می شود.
- پایداری این نوع خاک در گود برداری بسته به ترکیب دقیق آن متغیر است و ممکن است نیاز به تمهیدات خاصی مانند زهکشی و پایدارسازی داشته باشد.
6) زمینهای سنگی :
- در این حالت ما عملا دیگر با خاک روبه رو نیستیم ، فقط لایه نازکی از خاک روی سنگها قرار دارد و زمین از سنگ یک پارچه و یا تخته سنگهای بزرگ تشکیل شده است. این زمین ها عموما برای ساختمان سازی مناسب هستند مگر زمینهای سنگی که جذب آب دارند ، مثلا زمینی که زمین از سنگ گچی تشکیل شده باشد زیرا در این حالت اگرچه ظاهراً محکم و مناسبند ولی موقعی که در مجاورت آب قرار می گیرند به علت اضافه حجمی که پیدا می کنند برای ساختمان بسیار نا مناسب و خطرناک هستند.
- زمینهای سنگی قادرند فشارهای زیادی را تحمل نمایند.
- این زمین ها عموما در نواحی کوهستانی یا در ارتفاعات اراضی شهری که به کوهستان منتهی می شود، قرار دارند.
- توجه داشته باشید که کندن و آماده سازی این زمین ها برای پی ساختمان بسیار هزینه بر است و نیاز به گروه های متخصص و تجهیزات خاص دارد.
- کندن چاه جذبی برای ساختمان در این زمین ها امکان پذیر نیست یا اگر کنده شود هم به سرعت پر خواهد شد و در صورت عدم وجود فاضلاب شهری ، برای دفع فاضلاب دچار مشکل می شوید.
- در صورت وجود ترک‌ها یا لایه‌های ضعیف میان سنگها، ممکن است خطر ریزش وجود داشته باشد.
7) خاک دستی :
- از خاکروبه، زباله، خاکهای آوار، مصالح زاید بنایی و غیره تشکیل شده است.
- در این خاک ها اگر چه سطح این زمینها به مرور زمان در اثر کوبیده شدن ناشی از رفت و آمدها و موارد دیگر سخت می شود، اما پس از برداشتن ارتفاع ناچیزی از سطح ، به خاکی بسیار سست خواهیم رسید. پس گول ظاهر این خاک ها را نخورید.
البته توجه دارید که به غیر از شرایط خاص مثلا ساحل دریا یا رودخانه یا کویر یا دامنه کوه های صخره ای که ما با یک نوع مشخص از خاک روبه رو هستیم در بقیه موارد ما با خاکی مخلوط از انواع ذرات روبه رو هستیم ولی با آزمایش های میدانی می توانیم تا حدودی متوجه شویم که ویژگی خاک ما به کدام دسته ذکر شده در بالا نزدیک تر است. و از آنجا روند کار ما مشخص خواهد شد. در زیر چند نمونه از این آزمایشات را ذکر می کنیم.
خاک در ساختمان سازی
روشهای شناسایی صحرایی ( بدون آزمایشگاه و تقریبی) خاک محل پروژه :
روش چشمی :
مشتی از خاک را در دست می گیریم ، اگر نصف ذرات خاک با چشم دیده شوند ( ذرات از یکدیگر قابل تشخیص هستند) ، خاک درشت دانه است و اگر در خاک درشت دانه نیمی از ذرات از دانه عدس بزرگتر باشند ، خاک از نوع شن می باشد.
روش سفتی :
از این روش برای خاکهای چسبنده ( رسی و آلی ) استفاده می شود. ابتدا مقداری از خاک را با آب بصورت خمیری در می آوریم ، سپس با خمیر ایجاد شده روی یک سطح صاف غیرچسبنده مانند شیشه ، فتیله ای از خاک به قطر 3 میلی متر می سازیم ، سپس آن را بصورت گلوله در می آوریم ، و این کار را چندین بار تکرار می کنیم ، خاک های ضعیف که برای کشاورزی مناسب هستند در دفعات اول ترک بر می دارند ولی رس ها قابلیت تبدیل چندین بار گلوله به فتیله را دارند.
رنگ ، بو ، احساس :
اصولا رنگهای تیره مانند قهوه ای ، خاکستری ، سیاه یا بوی بد نشانه وجود خاکهای آلی است که برای کشاورزی مناسب هستند.
ذرات خاکهای آلی و ماسه به راحتی با دست از یکدیگر جدا می شوند ولی رسها قابل تفکیک نیستند.
روش ته نشینی :
حدود نصف مشت خاک را درون یک لیوان آب می ریزیم ، سپس آن را به هم می زنیم ، اگر سریع ته نشین شد ، خاک شن یا ماسه درشت دانه است ، اگر 10 دقیقه طول کشید ، خاک ماسه ریزدانه است ، اگر تا 1 ساعت طول کشید ، خاک آلی است ، اگر ته نشینی بیش از 1 ساعت طول کشید که حتی ممکن است به چند روز هم بکشد آنگاه خاک رس است.
بعد از مشخص شدن نوع خاک محل پروژه اگر خاک ما از نوع دانه ای بود ( شن یا ماسه) یک نکته مهم دیگر هست که باید حتما در نظر داشته باشیم و ابعاد دانه های تشکیل دهنده خاک است.
خاک در ساختمان سازی
دانه بندی خاک :
برای خاکهای دانه ای ( شن و ماسه) معمولا استفاده می شود ، معیاری است که نحوه توزیع ابعاد ذرات در نمونه‌های خاک را نشان می دهد. و خاک ها را به دو دسته زیر تقسیم می کند
دانه بندی خوب (Well Grade):
تمام ابعاد، درون خاک وجود دارد. (از ذرات ریز تا درشت درون خاک وجود دارد)
دانه بندی بد (Poor Grade):
اکثر ذرات خاک، دارای ابعاد نزدیک به هم هستند. (اندازه ذرات تقریبا همگی باهم برابر است)
خاک با دانه بندی خوب، بیشتر از خاک با دانه بندی بد متراکم می‌شود. به عبارتی ذرات این خاکها به علت اینکه دارای ابعاد مختلف هستند به راحتی درهم فرو رفته در نتیجه متراکم و مستحکم تر می شوند و برای ساختمان سازی مناسب تر می باشند. و در عوض خاکهای بد دانه بندی شده چون ابعاد دانه ها تقریبا یکی است برای زهکشی بسیار مناسب می باشند ، (آب به راحتی از بین ذرات آن عبور می کند)
اگر خاک ما از نوع ریزدانه و چسبنده بود ( رس) یک نکته مهم دیگر هست که باید حتما در نظر داشته باشیم و آن میزان آب درون خاک است.
درصد رطوبت :
برای خاکهای رسی استفاده می شود ، اگر رطوبت خاک از مقدار مشخصی بیشتر شود رفتار خاک تغییر خواهد کرد.
با اضافه شدن مقدار آب در خاک رس ابتدا از جامد خشک مانند خاک کویر به نیمه جامد که گل سفت در باغ است تبدیل می شود و در ادامه با اضافه تر شدن آب ، حالت خمیری می گیرد و در سفالگری استفاده می شود و در نهایت با اضافه شدن مجدد آب بصورت لجن در می آید.
خاک در ساختمان سازی
2. تعیین نوع خاک از روی بررسی برشی از توده خاک ( قسمتی از خاک کنده شده است )
حال اگر پروژه ما کوچک بود می توانیم بعد از بازدید از محل پروژه و به کمک روشهای تجربی که در زیر آمده ، تیپ خاک را بصورت حدودی مشخص کنیم و بعد تصمیم بگیریم که آیا به آزمایش خاک برای جزئیات بیشتر نیاز داریم یا خیر
تیپ 1: بسیار خوب
- مناسب برای ساختمان سازی ولی پرهزینه برای گود برداری و کندن پی
- خاک به قدری متراکم است که بصورت سنگ درآمده است ، خاک تیپ یک در واقع به سنگ و شبه سنگ ها گفته می شود.
- لایه رویی این نوع خاک معمولا خاکی ضعیف است که باید برداشته شود ، ارتفاع این لایه باید حداکثر 5 متر باشد ، اگر بیشتر بود ، دیگر با خاک تیپ 1 روبه رو نیستیم.
- مناطقی که دقیقا در دامنه کوه ها قرار دارند معمولا به این صورت هستند ، بخش هایی از منطقه نیاوران، ازگل، گیشا و امیرآباد و در محدوده خیابان شریعتی و یخچال شهر تهران تیپ یک است
خاک تیپ 2 : خوب
- مناسب برای ساختمان سازی ، راحت تر از تیپ 1 کنده می شوند چون منعطف تر هستند.
- از شن و ماسه با تراکم بسیار بالا تشکیل شده یا شامل خاک رس بسیار سخت با ضخامت بیش از 30 متر می باشد.
- با افزایش عمق به تدریج مستحکم تر می شوند.
- به راحتی با دست کنده نمی شود و بافت بسیار سختی دارد. طوری که اگر بخواهید (مثلا برای سازه نگهبان) خاک را بکنید، حتما نیاز به هیلتی خواهید داشت.
- بیشتر مناطق ۱ تا ۸ و منطقه ۲۲ و در اکثر مناطق ۹ تا ۱۵ و ۲۱ تهران تیب دو است.
خاک تیپ 3 : متوسط
- کندن آن آسان است ، فونداسیون و سازه ساختمان روی این خاکها باید قوی تر در نظر گرفته شود که باعث می شود هزینه ساخت روی این خاکها افزایش یابد.
- شن و ماسه متراکم و خاک رس خشک در این دسته قرار می گیرند.
- می توانید آنها را با دست فرو بریزید.
- این خاک ها بیشتر در جنوب تهران وجود دارند. بخش هایی از مناطق ۹ تا ۱۵ و ۲۱ تهران جز تیب سه است.
خاک تیپ 4 : ضعیف
- برای ساختمان سازی ممنوعیتی ندارد. ولی هزینه ساخت روی خاک به مراتب بالاتر از بقیه خاک ها است.
- ضعیف ترین خاک ها هستند از جنس چسبنده نرم یا خاک کم چسبنده با تراکم متوسط تا کم و خاک غیر چسبنده با تراکم کم تا متوسط هستند.می تواند از جنس شن و ماسه بدون هیچگونه چسبندگی نیز باشد.
- در این خاک ها بعضا درصد بسیار بسیار اندک رس وجود دارد ولی در اکثر آنها اصلا رس وجود ندارد.
- این خاک ها اغلب به علت نزدیکی به آبهای زیرزمینی دارای یک مشخصه بارز و مشترک هستند که آن نرم و مرطوب بودن است.
- خاک های نباتی را نیز می توانیم در این دسته قرار بدهیم.
- این خاک ها حتی در صورت مرطوب بودن، به راحتی با دست یا کلنگ ریزش می کنند.
- غالب مناطق ۱۶ تا ۲۰ تهران مشتمل بر یافت آباد، خاوران، افسریه و میدان جهاد، قلعه مرغی و آیت ا.. سعیدی تیپ ۴ است.
توجه داشته باشید که بر اساس آیین نامه 2800 ایران برای ساختمانهای مسکونی که تا 4 سقف و یا حداکثر 12 متر ارتفاع از روی شالوده دارند ، در صورتی که سطح اشغال آنها از 300 مترمربع تجاوز ننماید ، با مطالعه نقشه های زمین شناسی ( چنانچه موجود باشد) و بررسی نحوه ساخت ساختمانهای مجاور و گزارش ژئوتکنیکی آنها و بررسی مقطع موجود در نزدیکی محل ساختمان ، می توان در مورد لایه های خاک توسط یک متخصص باتجربه اظهار نظر نمود. و چنانچه شواهدی از وجود غیر از زمینهای تیپ 1 تا 4 در محل وجود داشته باشد، انجام مطالعات ژئوتکنیکی در محل پروژه ضروری است .
برای سایر ساختمانهای مسکونی با هر تعداد طبقه و زیربنایی انجام مطالعات ژئوتکنیکی ضروری است.
اگر پروژه ما دارای زیربنای بیش از 2000 متر مربع بود یا بیش از 6 طبقه داشت باید طبق قانون حتما از خاک محل پروژه آزمایش بگیریم ، پس از مشخص شدن نتیجه ، در گزارشی که از آزمایشگاه خواهیم گرفت نوع خاک مشخص می شود.
خاک در ساختمان سازی
تعیین دقیق تیپ خاک از روی نتایج بدست آمده از آزمایشگاه خاک :
معمولا از دو روش دانهول ( روش دقیق تر) و یا نفوذ استاندارد در آزمایشگاه‌های خاک استفاده می کنند.
روش آزمایش دانهول :
این آزمایش سرعت موج برشی در خاک را نشان می‌دهد. هرچه این سرعت بالاتر باشد ، نشان دهنده آن است که نوع خاک متراکم تر و مستحکم تر و تیپ آن پائین تر است.(سرعت بیشتر از 750 نشان دهنده تیپ1 ، بین 750 و 375 نشان دهنده تیپ 2 وسرعت بین 375 و 175 نشان دهنده تیپ 3 و سرعت کمتر 175 متر برثانیه نشان دهنده تیپ 4 می باشد)
روش آزمایش نفوذ استاندارد :
این روش نسبت به آزمایش دانهول ممکن است که ضریب خطای بیشتری داشته باشد، زیرا بر اساس روابط تقریبی محاسبه می‌شود. به طور کلی اگر عدد SPT استاندارد در خاکی، بیشتر از ۵۰ را نشان دهد آن خاک از نوع تیپ‌های متراکم بوده و جزو تیپ دو محسوب می‌شود. اما اگر این عدد بین 15 و 50 را نشان دهد نوع تیپ خاک 3 و کمتر از 15 نشان دهنده خاک تیپ ۴ است.
توجه داشته باشید که برای تایید نوع خاک تیپ 2 باید حداقل تا عمق 30متر زیر پی حفاری انجام شود.
توجه داشته باشید که تعیین نوع خاک محل پروژه تاثیر زیادی در میزان نیروی زلزله وارد بر ساختمان دارد، بطوریکه تغییر آن از یک به دو، از دو به سه و از سه به چهار، موجب افزایش نیروی زلزله وارد به ساختمان می شود و برای مقابله با آن باید مقاطع تیر و ستون، مقاطع فونداسیون‌ها، بادبندها و دیوارهای برشی ها افزایش یابد. و در نتیجه هزینه‌های ساختمان بطرز چشمگیری افزایش خواهد یافت.
خاک در ساختمان سازی
خاک های مساله دار برای ساختمان سازی :
چند مدل خاک داریم که بطور کلی بهتر است از ساخت روی آنها اجتناب کنیم ولی اگر در محل پروژه ساخت با آنها مواجه شویم، باید حتما از شرکتهای ژئوتکنیک برای شناسایی و اجرای دقیق روشهای اصلاح کمک بگیریم.
با توجه به گستردگی این موضوع ما فقط در ذیل بصورت فشرده و کوتاه هر کدام از این خاک ها را توضیح می دهیم ، برای مطالعه بیشتر در این ضمینه کتاب و نوشته های زیادی هست که می توانید به آن مراجعه کنید ، هدف ما در اینجا فقط این است که اگر شما با این خاک ها مواجه شدید آنها را بشناسید و بدون اصلاح و تقویت این خاکها ، روی آنها ساختمان بنا نکنید.
خاک متورم شونده ، منبسط شونده یا آماسی (Expansive Soil):
خاک های منبسط شونده انواع خاصی از خاک رس است که با جذب آب به طور قابل توجهی متورم می شوند ،علت این پدیده وجود فضای زیاد بین ذرات تشکیل دهنده این خاک می باشد. این افزایش حجم می تواند آسیب قابل توجهی به پی و در نتیجه به سازه وارد کند. بخصوص برای پی هایی که در شیب قرار دارند.
خاک های فروریزشی یا خاکهای رمبنده (Collapsible Soil):
این خاک ها در حالت خشک بسیار سفت و محکم هستند ولی نباید فریب این ظاهر را خورد زیرا با اولین بارندگی یا نشت آب یا بالا آمدن آبهای سطحی بلافاصله دجار ریزش می شوند. خاک های فروریزشی با تمایل به کاهش حجم قابل توجه در هنگام بارگذاری یا خیس شدن مشخص می شوند. این خاکها منجر به نشست ناگهانی و غیرمنتظره سازه های ساخته شده بر روی آنها می‌شود. این خاک ها از نوع بادرفت ( یعنی در اثر وزش باد جابجا شده اند) و در طبیعت به رنگ زرد قهواه ای می باشند.
خاک های مستعد پدیده روان گرایی (Soil Liquefaction) :
در پدیده روان گرایی رفتار خاک در یک زمان کوتاه از جامد به مایع تغییر می کند. خاک های مستعد روان گرایی عمدتاً از ذرات ماسه ریز بصورت بد دانه بندی شده ( ابعاد تمام ذرات خاک باهم یکی است) بدون مواد چسبنده (رس) با چگالی کم ( تراکم پایین ذرات در واحد حجم) و با درصد اشباع بالا ( با اضافه شدن کمی آب جاری می شوند) با خاصیت زهکشی کم ( آب را به راحتی از خود عبور نمی دهند ) تشکیل شده اند. مانند ماسه بادی یا خاک نواحی کنار دریاها می باشند، در مناطقی که بارندگی یا جریان آب زیاد است و احتمال وقوع زلزله داریم ، این خاک ها بسیار خطرناک هستند و باید حتما با روش های صحیح اصلاح و تقویت شوند.
خاک انحلال پذیر یا زمین کارست (Karstification):
کارست پدیده ای در پوسته زمین که آثار آن به صورت اشکال مختلف از قبیل حفره‌ها و غارها، در سطح و در زیر سطح وجود دارد. علت ایجاد آن به وجود گسل ها و شکستگی ها و قابلیت انحلال توده سنگ مربوط می‌شود. این خاکها عمدتاً در مناطق خشک و نیمه‌خشک یافت می‌شوند. این خاکها به دلیل ساختار سست و حفره‌های زیاد، نفوذپذیری بالایی دارند و آب به‌سرعت از آنها عبور می‌کند. زمین کارست با سنگ های محلول مانند سنگ آهک، دولومیت و گچ مشخص می شود. این سنگ ها می توانند در طول زمان به علت جریان‌های آب زیرزمینی در آب حل شوند و فروچاله ها و غارها را تشکیل دهند که می تواند چالش هایی را برای ساخت و ساز و توسعه زیرساخت ها ایجاد کند.
خاک آلوده یا خورنده (Aggressive) :
نوعی خاک است که به دلیل وجود مواد شیمیایی خاص، پتانسیل تخریب و خوردگی فلزات، بتن و سایر مصالح ساختمانی را دارد. این امر می‌تواند منجر به کاهش عمر مفید سازه ها و تعمیرات پرهزینه شود. این خاکها می‌توانند در مناطق مختلفی از جمله مناطق ساحلی، مناطق با خاکهای اسیدی یا قلیایی و مناطقی که در معرض آلودگی‌های صنعتی قرار دارند یافت شوند.خاکی که به مواد خطرناک مانند فلزات سنگین، فرآورده های نفتی یا مواد شیمیایی صنعتی آلوده شده است، می تواند خطرات زیست محیطی و بهداشتی داشته باشد. اصلاح خاک آلوده می تواند پیچیده و پرهزینه باشد.
خاک با نشست نامتقارن یا غیر یکنواخت (Differential Settlement) :
در صورت وجود خاک با یک تیپ مشخص زیر سازه، توزیع فشار خاک به صورت یکنواخت و متقارن خواهد بود و نشست سازه نیز به صورت متقارن خواهد بود. اما اگر خاک با تیپ های متفاوت در زیر یک سازه مشخص وجود داشته باشد، توزیع فشار خاک نامتقارن شده و نشست‌های نامتقارن در سازه ایجاد می‌شود. یا اگر خواص مکانیکی خاک (مدول الاستیسیته، ضریب پواسون و روابط تنش-کرنش ) در زیر یک سازه مشخص در نقاط مختلف متفاوت باشد ، مثلا در صورت وجود خاکهای سفت و سخت در یک سوی سازه و خاکهای نرم و لغزنده در سوی دیگر، سازه ممکن است نشست نامتقارن داشته باشد.
و در نهایت از دیدگاه مهندسی عمران خاک مناسب برای ساختمان سازی باید دارای ویژگیهای زیر باشد :
داشتن پایداری و قابلیت تحمل بار مناسب :
خاک مناسب برای ساخت‌وساز باید قدرت تحمل وزن سازه را داشته‌باشد و در شرایط جوی مختلف پایداری خود را حفظ نماید.
زهکشی خوب :
بهترین خاک برای ساخت‌وساز باید قادر به جذب آب و مایعات باشد تا بتواند در برابر فرسایش و رواناب‌ها مقاومت کند.
عدم تغییر حجم :
انبساط یا انقباض ذرات خاک در فصول مختلف سال، منجر به صدمات فیزیکی مختلف به ساختمان می‌شود. بنابراین، خاک خوب برای ساختمان سازی نباید دچار تغییر حجم شود.
ترکیبات متعادل :
خاک خوب باید ترکیب متعادلی از انواع مواد شیمیایی مفید را در فرمولاسیونش داشته‌باشد تا بتواند در برابر تنش‌های محیطی مختلف مقاومت نماید.
منابع :
