خاک برداری و زمین های مناسب

یکی از مقدماتیترین و مهمترین اصول در اجرای طرحهای عمرانی، داشتن زمینی مقاوم برای حوادث بناست که متاسفانه در سالهای اخیر با توجه به رشد روزافزون جمعیت دنیا، مساحت زمینهای مناسب برای ساخت و ساز و احداث بنا بتدریج در حال کاهش است. منظور از خاکبرداری برداشت هرگونه مصالح و مواد خاکی ، مصالح قلوه سنگی، صرف نظر از جنس و کیفیت آن ها به منظور تسطیح ، شیب بندی و آماده نمودن محل پی ساختمان ها مطابق با خطوط و تراز موجود در نقشه های اجرایی و دستورالعمل های دستگاه نظارت صورت پذیرد. به منظور جلوگیری از در معرض هوا قرار گرفتن زمین هایی که قابلیت تورمی و تورقی دارند ( مانند خاک های مارنی و شیستی ) بلافاصله باید روی قسمت های گود برداری شده را با ملات ماسه سیمان اندود کرد و یا با استفاده از ورق کلفتی از پلی اتیلن مناسب با شرایط زمین روی آن را پوشاند که این مورد باعث افزایش هزینه اجرای پروژه نیز می گردد.

مکان یابی مناسب زمین در توسعه شهری یکی از مهم ترین عامل ایجاد مسکن است. عوامل و نیروهای گوناگونی در مکان گزینی و شکل پذیری سکونتگاه ها دخالت دارند. مکان گزینی، انتخاب بهترین مکان برای انجام یک فعالیت است که بتواند با استفاده از امکانات موجود بیشترین بهره وری را در راستای اهداف از پیش تعیین شده تأمین نماید. انتخاب یک موقعیت مکانی از بین گزینه های موجود نیازمند شناخت و ارزیابی دقیق مناطق با استفاده از مدل ها و ابزارهای مناسب می باشد، تئوری های مکان گزینی سعی دارند با ارایه معیارها و زیرمعیارهای پیشنهادیشان و همچنین تعیین عوامل مؤثر بر تصمیم گیری و بیان راه حل های منطقی، تصمیم گیرندگان و برنامه ریزان را در انتخاب مکان یا مکان های مناسب یاری نمایند.

نیاز به مسکن دو بعد کمی و کیفی دارد. در بعد کمی نیاز به مسکن، به فقدان سرپناه و میزان دسترسی به مسکن و در بعد کیفی مسایل و پدیده هایی مطرح می شوند که به بی مسکنی، بدمسکنی و تنگ مسکنی منجر می شوند. وجود واحدهای مسکونی نامناسب موسوم به بدمسکنی، از معضلات اجتماعی جوامع امروز است. عدم مکان یابی صحیح مناطق مسکونی برای تأمین کمبود مسکن و عدم توجه صحیح به معیارهای کالبدی، اجتماعی، اقتصادی وغیره، موجب عدم تحقق کامل اهداف پیش بینی شده برای طرح های مزبور و در نهایت هدر رفتن هزینه های صرف شده و یا نارضایتی ساکنان خواهد شد. لذا مکان یابی صحیح مسکن یکی از مهم ترین بخش های برنامه ریزی مسکن است و صرف زمان و هزینه برای آن موجب موفقیت بیشتر طرح های مسکن و کاهش هزینه های آتی می گردد. از سویی امروزه حجم بالای اطلاعات در زمینه های مختلف و چگونگی تجزیه و تحلیل آن ها تصمیم گیری و برنامه ریزی را پیچیده تر کرده است. میزان بالای داده ها نیاز به ساماندهی و ایجاد یک پایگاه جامع و بهنگام دارند. مدیریت و تأثیر دادن کلیه اطلاعات طرح های فرادست و روند انجام آن ها، توسعه کالبدی، شرایط طبیعی و وضعیت اجتماعی و انسانی، اطلاع از انواع سوانح طبیعی و مدیریت بحران، وضعیت اقتصادی مانند اشتغال، درآمد و انواع داده های کیفی و کمی از توانایی ذهن کارشناسان فراتر خواهد بود، لذا تجزیه و تحلیل های آماری و ریاضی و استفاده از مدل های مختلف به ویژه مدل تحلیل سلسله مراتبی AHP مکان یابی مناطق مسکونی را تسهیل می نماید.

تحقیقات و مطالعات ژئوتکنیک و مقاومت مصالح در صنعت ساختمان و طرحهای عمرانی نقش بسیار مهمی دارد. مهندسی ژئوتکنیک نیز زیرشاخهای مهم و حیاتی از مهندسی عمران است که درباره مهارتها، فنون و دانشهای مورد نیاز برای مطالعه و پیشبینی رفتارهای مکانیکی و هیدرولیکی انواع خاکها و سنگها تحت اثر نیروها و بارهای وارد شده از سوی سازههای ساخت انسان و همچنین ارائه توصیه و دستورات کیفی و کمی لازم برای طراحی، اجرا و نگهداری این سازهها به تحقیق و بررسی میپردازد. در سالهای اخیر به دنبال رشد روزافزون تاسیسات مهم و حیاتی و صنایع بزرگ و همچنین افزایش خسارات وارده بر مناطق زلزلهخیز موجب شده است بررسی چگونگی تاثیر رفتار لرزهای خاک در اجرای طرحهای عمرانی بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. تثبیت خاک که به عنوان یکی از زیرشاخههای اصلی علم ژئوتکنیک مطرح شده است، اصلاح و بهبود خواص فیزیکی و مهندسی آن برای تامین یک رشته اهداف از پیش تعیینشده را هدف قرار میدهد. تثبیت خاک به روشهای گوناگونی نظیر روش مکانیکی، شیمیایی، فیزیکی، بیولوژیک و روش الکتریکی امکانپذیر است. برخی از انواع خاکها به علت داشتن مشخصات و ویژگیهای فنی نامناسب یا داشتن مقادیر قابل توجهی رس یالای برای عملیات راهسازی مورد استفاده قرار نمیگیرند؛ در حالی که با استفاده از روشهای تثبیت خاک، اصلاح خاکهای نرم و کم مقاومت امکانپذیر خواهد بود. تثبیت خاک علاوه بر افزایش دوام خاک، مقاوم باربری خاک را نیز به میزان قابل توجهی افزایش خواهد داد. این در حالی است که کاربرد روشهای تثبیت خاک میزان نفوذپذیری، تورم و انقباض خاک، رطوبت خاک و همچنین دامنه خمیری خاک را نیز کاهش میدهد. بازسازی روسازیهای فرسوده با استفاده از مصالح موجود و آمادهسازی محوطهای برای اجرای آسانتر عملیات ساختمانی نیز از دیگر ویژگیهای تثبیت خاک است که میتواند بسیاری از موانع و مشکلات موجود در اجرای طرحهای عمرانی را از میان بردارد.

زمین های لجنی و آبدار خاکی های اشباع شده از آب و حاوی مواد آلی ای هستند که بعضا تحمل وزن ساختمان را نداشته و در اثر بارگذاری گسیخته می شوند. وجود لجن در محل های خاکبردای نه تنها مانعی برای اجرای کار به شمار امده بلکه باعث فرو رفتن تجهیزات ، از کار افتادن آن ها و نهایتا تاخیر در اجرای به موقع عملیات و کاهش بازده کار می باشد.

خاکبرداری در زمین های سنگی باید بر اساس نقشه های اجرایی و دستورالعمل های دستگاه نظارت صورت گیرد تا ارقام خواسته شده و ابعاد مورد نظر بدست آید. عملیات در مناطق سنگی باید به نحوی انجام شود که بافت های سنگی در زیر خطوط تراز تعیین شده ، برای ادامه عملیات ساختمانی دست نخورده باقی مانده و در بهترین و مناسب ترین حالت ممکن حفظ شود. در صورتی که اتفاقا قسمتی از کف گودبرداری شده سنگی و قسمت دیگر خاکی باشد برای استقرار سازه باید از لحاظ مقاومتی باید تناسب مناسبی بین قسمت های مختلف ایجاد نمود.

منظور از پی کنی و گودبرداری انجام عملیات خاکی برای کندن محل پی ساختمان ها و دیوار های حایل ، لوله ها ، پایه پل ها در محوطه ساختمان و نظایر آن با دست یا ماشین آلات مناسب طبق رقوم های خواسته شده در نقشه ها و دستور العمل دستگاه نظارت است. درکلیه مراحل پی کنی و گودبرداری خاک هایی که از چسبندگی مناسبی برخوردار هستند به جهت اقتصادی ، بهتر از از جبهه خاکبرداری ( دیواره پی کنی) به عنوان قالب استفاده گردد. پی کنی باید طبق نقشه ، مشخصات و دستورالعمل دستگاه نظارت در ابعاد و اندازه خواسته شده انجام شود. پی کنی بیش از ابعاد عمودی و افقی از لحاظ اقتصادی و اجرایی مقرون به صرفه نمی باشد. در صورتی که از جبهه ی خاکبرداری شده برای اجرای کار های بتنی با تمهیدات لازم (استفاده از پلاستیک و …) نتوان استفاده نمود و بستن قالب اجتناب ناپذیر باشد می توان با تایید دستگاه نظارت به میزان مورد نیاز و حداکثر ۷۰ سانتیمتر در پایین ترین نقطه به ابعاد پی کنی اضافه نمود . در هنگام استفاده از ماشین آلات در عملیات خاکبرداری لازم است تا ۱۵ سانتیمتر رقوم نهایی گودبرداری با دست صورت گیرد تا رقوم و شیب های داده شده در نقشه های اجرایی تنظیم و رگلاژ شود. محل های پی کنی باید از نفوذ آب برف ، یخ یا پرشدن با هرگونه مصالح و ضایعات محفوظ شوند. به منظور جلوگیر از نفوذ آب بسته به مورد باید از روش های متداول نظیر احداث دیوار آب بند ، پلاستیک ، سپر کوبی ، انحراف مسیر آب زهکشی ، پمپاژ و … استفاده شود.

پی کنی بر حسب شدت ریزش خاک و عمق پی به دو طریق انجام می شود:

حالت اول» در حالیکه خطر ریزش کم باشد و عمق پی هم زیاد نباشد در اینصورت می توان اطراف پی را شیب دهیم تا از ریزش دیواره جلوگیری گردد.

حالت دوم» در حالیکه خطر ریزش زیاد بوده و عمق پی هم زیاد باشد باید پی کنی را به کمک عوامل کمکی ( چوب بست و قالب بندی … ) انجام داد.

در بسیاری از مناطق همچون نواحی ساحلی و یا مناطقی که دارای خاک های رسی یا روان می باشند خاک مناسب عملیات ساختمانی نمی باشد به همین دلیل نیاز است تا خاک زیر شالوده اصلاح گردد.

اصلاح خاک به روش های متعددی اجرا می شود که به اختصار چند نوع آن را برایتان بیان می کنیم

۱-روش جانشینی

در این روش تا ارتفاع مناسبی خاک زیر شالوده برداشته شده و از منطقه ی دیگری که دارای خاک مناسب است با تراکم جایگزین می شود.

۲-روش پیش بارگذاری یا تحکیم

در این روش استفاده از وزنه ، کوبه و سربار یا خاک مناطق دیگر بر روی خاک زیر شالوده می باشد تا در اثر عملیات تراکم صورت گرفته و قابل استفاده گردد ، شایان ذکر است این روش بسیار زمان بر و پر هزینه می باشد

۳-روش زهکشی عمودی

در این روش برای سرعت بخشیدن به روش دوم از زهکشی عمودی استفاده می گردد تا اب سریع تر خارج گردد.

۴-روش متراکم سازی

استفاده از غلطک ها و ویبراتور های قدرتمند میله ای که در خاک فرو می روند و یا استفاده از چکش ها در این روش رایج است.

۵-روش ترکیبی

در این روش خاک موجود با سیمان ، آهک و یا آسفالت مخلوط می گردد.

۶-روش مسلح کردن

در این روش از انواع پوسته ها و شبکه های مش ( ژئوگرید و ژئو تکستایل و…) برای تقویت خاک استفاده می شود. هر یک از روش های فوق دارای مزایا و معایبی می باشد که لازم است بعد از مطالعات جامعه نسبت به انتخاب یکی از روش های فوق عمل گردد.

برای افزایش ظرفیت باربری و پایداری خاک، با استفاده از 2 پلیمر مختلف وینیل استات و متیل متااکریلات با درصدهای متفاوت، اثر تثبیتی این دو نوع پلیمر بر خاک آزمایشی که نمونههای انتخابی از خاک ماسهای گرمسار بوده مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله اول آزمایشهای شناسایی پایه و آزمایش تراکم برای تعیین حداکثر دانسیته خشک خاک یا به عبارت دیگر تعیین درصد رطوبت بهینه خاک با محلولهای پلیمری انجام شد و نتایج به دست آمده مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله بعد برای تعیین چگونگی کسب مقاومت خاکهای تثبیت شده، تعیین درصد بهینه پلیمر و زمان عملآوری مفید، آزمایش نسبت باربری در 2 حالت خشک و اشباع انجام شد. هدف از انجام این تحقیق، بهبود خصوصیات مکانیکی خاکهای ماسه بادی با افزودن مواد پلیمری است و چون یکی از مهمترین مشکلات خاکهای ماسه بادی، مقاومت کم این نوع خاک از 2 حالت خشک و اشباع است، بنابراین آنچه در اجرای این طرح تحقیقاتی به عنوان یک اصل مهم در طی مراحل انجام آزمایشهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت، بهبود مقاومت خاکهای ماسه بادی بود. در این آزمایشها از درصدهای مختلف از 2 پلیمر پلی وینیل استات و متیل متااکریلات و در زمانهای عملآوری مختلف طبق استاندارد MTSAD 1883-87 به منظور بررسی تغییرات مقاومت خاک در آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا (RBC) روی نمونههای انتخابی از خاک مذکور، تعیین درصد پلیمر بهینه و تعیین زمان گیرش بهینه انجام شد. علاوه بر این، تغییرات بافتی ایجاد شده در نمونههای تثبیت شده با استفاده از عکسهای میکروسکوپ الکترونی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. این آزمایش یکی از متداولترین روشهای آزمایشگاهی برای تعیین مقاومت نسبی خاکهاست که مقاومت خاک را تحت شرایط کنترل شده درصد رطوبت و وزن مخصوص اندازهگیری میکند.

نتایج به دست آمده حاکی از آن است که چنانچه درصد پلیمر مصرفی برای تثبیت خاک ماسههای روان بیش از 3 درصد باشد علاوه بر این که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نخواهد بود از نظر فنی نیز چندان باعث افزایش مقاومت نسبت باربری خاک نخواهد شد؛ همچنین بررسی تاثیر زمان عملآوری بر افزایش مقاومت نسبت باربری خاک نیز نشان داده است که در هر یک از انواع نمونه مدت زمان عملآوری برای افزایش مقاومت نسبت باربری خاک متفاوت بوده و زمان عملآوری 14 روزه، زمان بهینه برای عملآوری و افزایش مقاومت نسبی خاک خواهد بود. علاوه بر این، براساس نتایج به دست آمده میتوان میزان سختی و پایداری ترکیبات ایجاد شده در برابر رطوبت را نیز مشخص کرد. در حالتهای اشباع در هر یک از درصدهای پلیمری مصرفی، افت کمی در مقدار مقاومت نسبی خاک نسبت به حالت خشک دیده خواهد شد. توجه به این موضوع در طول عمر مفید راه از لحاظ تعمیر و نگهداری حائز اهمیت خواهد بود، زیرا به علت مقاومت خوب نمونههای آزمایشی در حالت اشباع در طول عمر مفید راه از خرابیهای زودرس روسازی که ناشی از تخریب یا فرسایش بستر راه به هنگام اشباع شدن است، جلوگیری میشود.

ماسههای روان همان تپههای ماسهای هستند که بر اثر فرسایش بادی یا به عبارت دیگر توفانهای ماسهای به وجود آمده و فاقد پوشش گیاهی هستند. عاری بودن این تپهها از گیاه سبب میشود که تودههای ماسهای نتوانند در مقابل اثر فرسایشی بادهای شدید ثابت بمانند و در نتیجه با وزش باد جابهجا شوند. منظور از تثبیت جلوگیری از حرکت ماسههاست که معمولا از طریق ایجاد موانع غیرزنده و پوشش گیاهی یا از طریق استفاده از پلیمرها یا مواد نفتی انجام میشود. افزودن مواد پلیمری سبب حفاظت از بخش فوقانی خاک در برابر عوامل گوناگونی همچو باد و باران میشود. این مواد به عنوان یک قشر عایق در جلوگیری از تغییرات ناگهانی دما و حفظ رطوبت خاک نقش بسیار مهمی خواهند داشت. پدیده فرسایش خاک نهتنها در اجرای طرحهای عمرانی محدودیتهایی را به همراه خواهد داشت، بلکه عاملی است که سبب نابودی بسیاری از زمینهای حاصلخیز کشاورزی و تبدیل آن به مکانهای غیرقابل کشت نیز شده است. براساس بررسیهای انجام شده بر اثر فرسایش خاک سالانه چندین میلیون هکتار از اراضی کشاورزی جهان از بین میروند. بر این اساس، پیشبینی شده تا سال 2010 میلادی یکسوم تا یکپنجم اراضی کشاورزی جهان بر اثر فرسایش دیگر قابل استفاده نباشند، بنابراین به نظر میرسد اجرای این طرح تحقیقاتی علاوه بر این که میتواند بسیاری از مشکلات و موانع موجود در اجرای طرحهای عمرانی را از میان بردارد بتواند در جلوگیری از فرسایش خاک زمینهای کشاورزی و از بین رفتن آنها نیز موثر واقع شود.

مقاومت، دوام و قابلیت باربری در بستر خاکهای مورد نظر به منظور بهرهبرداری برای ساخت راه یا ابنیه فنی را به میزان قابل توجهی می توان افزایش داد، در حالی که با توجه به افزایش مقاومت بستر، هزینه ساخت، مصرف مصالح در ساخت طرح، زمام اجرای طرح و کنترل بیابانها نیز کاهش خواهد یافت. این پژوهش با راهنمایی دکتر یثربی عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس انجام شده است.

پوراحمد، احمد، حبیبی، کیومرث، محمد زهرایی، سجاد، عدلی، سعید نظری ( 1386)، استفاده از الگوریتم های فازی و GIS برای مکان یابی تجهیزات شهری، مطالعه ورودی: محل دفن زباله شهر بابلسر، محیط شناسی سال سی و سوم، شماره 42 تابستان، ص 42 و 43.

توفیق، فیروز (1369)، مجموعه مباحث و روش های شهرسازی مسکن، مرکز مطالعات و تحقیقات شهرسازی و معماری، وزارت مسکن و شهرسازی، چاپ اول.

توکلی نبوی، سید احسان (1384)، ارائه مصالح ساختمانی ابتکاری با کاربری پایدار (در خانه سازی با هزینه کمینه)،www. Iransaze.com

حبیبی، سید محسن، اهری، زهرا(1367)، «مسکن حداقل». مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، تهران.

حسینی، علی (1379)، ارزیابی کاربری های آموزشی تهران، ارایه الگوی مناسب منطقه 15، پایان نامه کارشناسی ارشد شهرسازی، دانشگاه تربیت مدرس.

خاکی، غلامرضا(1378)، روش تحقیق با رویکردی به پایان نامه نویسی"، انتشارات مرکز تحقیقات علمی کشور، تهران.

زبردست، اسفندیار (1380)، کاربرد تحلیل سلسله مراتبی در برنامه ریزی شهری و منطق ها، مجله هنرهای زیبا، شماره 10، تهران، ص 13 تا 21.

http://irancivilengineer.ir

دسته بندی :