تشخیص انواع تیپ خاک و تیپ بندی کلی خاک از مهمترین امور در ساخت و ساز و استارت پروژه های عمرانی است. با تیپ بندی دقیق خاک می توان مشخصات خاک منطقه مورد نظر برای ساخت و ساز را به دست آورد تا مهندسین بتوانند مقاومت خاک و سازه را بالاتر ببرند. در واقع انواع تیپ خاک نشان دهنده طبقه های مختلف خاک از لحاظ عبور امواج زلزله از خاک بوده و اطلاع از آن در ساخت سازه های مستحکم بسیار مهم است.
بررسی انواع تیپ خاک
طبق آیین نامه ای که برای طراحی ساختمان ها در برابر زلزله مطرح شده است، در کل 4 تیپ خاک بر مبنای میانگین سرعت امواج زلزله وجود دارد. در ادامه این 4 تیپ از خاک را مورد بررسی قرار خواهیم داد.
تیپ خاک 1
می توان گفت که تیپ خاک 1 از مقاوم ترین نوع خاک بوده و بر اساس آیین نامه 2800، سنگ ها و ریز سنگ ها نیز در این تیپ قرار می گیرند. در واقع می توان گفت که این خاک ها در اصل سنگ هستند و از سنگ آذرین، دگرگونی و رسوبی تشکیل شده و سرعت موج برشی عبوری در این تیپ از خاک بیش از 750 متر بر ثانیه است. خاک های سیمانته و متراکم با حداکثر 5 متر خاک ضعیف در دسته تیپ 1 خاک قرار می گیرند.
تیپ خاک 2
سنگ های رسوبی و آذرین که سست هستند و سرعت موج برشی آنها از 375 الی 750 متر بر ثانیه است و همچنین ماسه های بسیار متراکم و سخت همچون خاک رس سخت دارای ضخامت بالای 30 متر در دسته خاک تیپ 2 قرار می گیرند. خاک تیپ 2 از میانگین اس پی تی 50 برخوردار است و اغلب در شمال تهران این تیپ از خاک پیدا می شود. شرایط در این خاک هرچه به عمق زمین نزدیک تر باشد بهتر خواهد بود.
تیپ خاک 3
تیپ خاک سه در مقابل تیپ 1 و 2 از تراکم متوسطی برخوردار بوده و شامل شن و ماسه و خاک رس هایی با تراکم و سختی متوسط است. سرعت موج برشی در خاک تیپ 3 حدود 175 تا 375 متر بر ثانیه است. این تیپ از خاک در مناطق 9 الی 15 و منطقه 21 یافت می شود. ساخت و ساز در خاک تیپ 3 با مصالح بیشتری صورت می گیرد و این برای مهندسین هزینه بر خواهد بود.
تیپ خاک 4
از بارزترین مشخصات تیپ خاک 4 می توان به سست بودن و نرم بودن آن اشاره کرد. این خاک در دسته خاک های ضعیف به شمار می رود و شامل خاک غیر چسبنده با تراکم متوسط و کم، خاک چسبنده نرم و خاک کمی چسبنده با تراکم متوسط تا کم است. سرعت موج برشی در این خاک کمتر از 175 متر بر ثانیه است. میانگین عدد اس پی تی در این تیپ از خاک به کمتر از 15 می رسد. عمدتا این تیپ از خاک در جنوب تهران یافت می شود.
کدام تیپ خاک بهتر است؟
با بررسی و تیپ بندی خاک به این نتیجه میرسیم که بهترین نوع خاک، تیپ 1 و ضعیف ترین خاک، تیپ 4 است. البته با اضافه کردن میل گرد بیشتر و افزایش قطر ستون ها می توان ضعف خاک را کنترل کرد و وضعیت آن را بهبود داد. اما این کار هزینه بر خواهد بود. در واقع با تیپ بندی خاک و تعیین انواع تیپ خاک، ضریب بازتاب آن محاسبه می شود. ضریب بازتاب ساختمان نشان دهنده واکنش آن به حرکت زمین با توجه به نوع و تیپ خاک مورد نظر بوده و اگر تیپ خاک در دسته 4 قرار بگیرد یعنی زلزله بیشتری را به سازه وارد می کند . نوع 1 و 2 این نیرو را کمتر به ساختمان وارد خواهد کرد و مقاومت بالاتری دارند. تیپ 3 خاک نیز متوسط بوده و نیروی کم تا متوسط را به سازه انتقال می دهد.
روش های تعیین انواع تیپ خاک
تیپ بندی و آزمایش خاک در آزمایشگاه ژئوتکنیک انجام می شود. در ادامه روش های تعیین انواع تیپ خاک و یا تیپ بندی خاک را مورد بررسی قرار خواهیم داد.
تیپ بندی خاک با آزمایش دانهول
آزمایش دانهول یک آزمایش صحرایی است که می توان از طریق آن تیپ بندی خاک را تعیین و انواع تیپ خاک را مشخص کرد. از طریق تست درون چاهی دانهول می توان به طور مستقیم سرعت موج برشی خاک را به دست آورد و اطلاعات مفیدی در خصوص میزان سفتی و تراکم خاک را دریافت نمود. به این ترتیب تیپ و نوع کلی خاک تعیین و مشخص می شود. هر چقدر که خاک از سرعت موج برشی بیشتری برخوردار باشد تراکم و سفتی بیشتری خواهد داشت و در تیپ های 1 و 2 قرار می گیرد. خاک هایی با سرعت موج برشی کمتر از 175 نیز در تیپ خاک 4 قرار می گیرند. خاک های متوسط نیز در تیپ خاک 3 دسته بندی می شوند.
آزمایش نفوذ استاندارد SPT
آزمایش دانهول مستقیما سرعت موج برشی خاک را به دست می آورد. اما گاهی از این طریق نمی توان تیپ بندی خاک را انجام داد و باید از روابط تقریبی و تخمین سرعت موج برشی خاک استفاده کرد. آزمایش نفوذ استاندارد SPT یکی از روش های تخمین سرعت موج برشی خاک است. با استفاده از این تست می توان میانگین عدد اس پی تی خاک را تخمین زد. اگر این عدد بالای تر از 160 باشد، تراکم و سفتی خاک بسیار بالا بوده و در تیپ 1 دسته بندی می شود. عدد اس پی تی بالای 5 نیز تعیین می کند که خاک مورد نظر در دسته تیپ خاک 2 قرار می گیرد. اما این عدد اگر از 50 کمتر باشد نشان دهنده ضعیف بودن خاک و تراکم پایین آن بوده و در تیپ 4 خاک تیپ بندی می شود.
تاثیر تیپ بندی خاک بر روی هزینه ساخت و ساز
همانطور که گفته شد هر چقدر که سفتی و تراکم خاک بیشتر باشد فشار و نیروی کمتری به هنگام زلزله به سازه وارد می کند و این قضیه با کمتر شدن تراکم و سفتی خاک برعکس خواهد شد. از این رو تعیین انواع تیپ خاک و تیپ بندی خاک به کاهش هزینه های ساخت و ساز کمک می کند. چرا که ساخت و ساز در خاک هایی با تیپ 1، 2 و 3 به مراتب با هزینه کمتری انجام می شود و بهسازی خاک نیز سریعتر و مقرون به صرفه تر خواهد بود. اما تیپ خاک 4 به دلیل ضعف و تراکم بسیار پایینی که دارد موجب بالا رفتن هزینه های ساخت و ساز خواهد شد.
تیپ بندی خاک توسط ژئوکاو
تیم مهندسین ژئوکاو با تجربه، سابقه و موفقیت های بسیاری در زمینه انجام طرح های عمرانی دارد، آمادگی خود را به منظور همکاری با ارگان های دولتی و خصوصی اعلام می دارد و آماده انجام خدماتی من جمله تعیین انواع تیپ خاک و تیپ بندی خاک با روش هایی از قبیل آزمایش دانهول و تست نفوذ استاندارد اس پی تی، خدمات ژئوفیزیک، عملیات لرزه نگاری درون چاهی، آنالیز امواج لرزه ای و غیره است. شما می توانید برای دریافت مشاوره های لازم در این زمینه ها از طریق شماره های درج شده با کارشناسان ما در تماس باشید.