تست خاک

تست خاک ساختمان یکی از مدارک لازم جهت اخذ جواز ساخت ساختمان می باشد. اهمیت تست خاک ساختمان در ساختمان سازی به این علت است که وزن ساختمان و اثرات نیروهای طبیعی به خاکی که ساختمان بر روی آن قرار دارد، منتقل می شود. از این رو جهت بررسی ویژگی های خاک نظیر مقاومت ، نفوذپذیری ، تیپ خاک و ... لازم است قبل از احداث سازه ، تست خاک ساختمان در دستور کار قرار گیرد. در این بخش انواع تست های قابل اجرا بر روی خاک و قیمت آن ها معرفی شده اند. همچنین لیست آزمایشگاه ژئوتکنیک مورد تایید نظام مهندسی به همراه لیست هزینه انجام تست خاک ساختمان نشان داده شده و امکان مقایسه قیمت فراهم شده است.

هزینه تست خاک ساختمان

تست های صحرایی خاک ساختمان از این جهت حائز اهمیت است که دست خوردگی غیر قابل اجتناب نمونه ها بر روی نتایج تست های آزمایشگاهی ، اثر گذاشته و اعتبار پارامترهای اندازه گیری شده را زیر سوال می برد. بنابراین خصوصیات خاک ‌ها نماینده واقعی ‌تری بر مقاومت و سختی درجا یا صحرايی خاک بوده و در نتیجه منجر به طراحی ‌فونداسیون به شکل اقتصادی تری می‌ گردد. چراکه آزمون‌ های متداول آزمایشگاهی عموما مقاومت های پایین ‌تری را نسبت به آزمایش خاک صحرایی یا درجا نشان می دهند. لذا بدیهی است که ظرفیت باربری بیشتر باعث صرفه جویی اقتصادی بیشتری به نفع مالک یا کارفرما می گردد. براین اساس هزینه تست های صحرایی خاک در قبال مزایای آن بسیار ناچیز است.

تست صحرایی خاک ساختمان

تست های صحرایی خاک یا سنگ، هم اکنون بخش اصلی و مهم فرایند طراحی های ژئوتکنیکی را تشکیل می دهند. تست های صحرايی یا برجا خاک در جهت تکمیل تست های آزمایشگاهی برای کسب پارامترهای اساسی نظیر مقاومت ، تنش های افقی برجا ، مدول های تغییر شکل پذیری و نفوذپذیری ، اهمیت روزافزونی پیدا کرده اند.

دلیل افزایش مداوم تقاضا برای تست خاک صحرایی ، ناکافی بودن تست های آزمایشگاهی جهت تشخیص دقیق ویژگی های خاک می باشد. همچنین مهمترین مزیت تست‌ های درجا یا صحرايي خاک این است که پارامترهای خاک بر خلاف آزمون‌های آزمایشگاهی تحت تاثیر دست خوردگی و افت کیفیت خاک قرار نمی ‌گیرند‌.

تست ‌های صحرایی خاک همچنین از نظر ارزیابی سایت و سازه در مقابل زلزله حائز اهمیت است. امروزه کارایی تست ‌های درجا یا صحرایی خاک مخصوصا تست خاک نفوذ مخروط و تست خاک سرعت موج برشی به عنوان روشی موثر جهت ارزیابی پتانسیل آسیب ‌های ناشی از تکان ‌های لرزه ‌ای به اثبات رسیده است.

تست خاک صحرایی به کار رفته در مهندسی ژئوتکنیک تنوع گسترده ای دارد که بنا به نوع پروژه، خواص و پارامترهای مورد نیاز در هر پروژه یک یا چند تست خاص مورد توجه قرار می گیرد. از مهمترین تست های صحرایی خاک می توان به تست خاک ساختمان دانهول ، تست خاک ساختمان لوفران ، تست خاک ساختمان پرسیومتری ، تست خاک ساختمان بارگذاری صفحه ، تست خاک ساختمان لوژان و … اشاره نمود.

تست خاک دانهول (DHT)

تست خاک درون چاهی دانهول (DHT) یکی از تست های صحرایی خاک است که با هدف شناسایی لایه بندی خاک و مقاومت آن ‌ها استفاده می ‌گردد. اساس ازمایش خاک لرزه‌ نگاری درون گمانه ‌ای دانهول بر مبنای اندازه گیری سرعت انتشار امواج فشاری و برشی و استفاده از آن جهت تفکیک لایه ها و تخمین پارامترهای دینامیکی خاک می‌ باشد.

در تست خاک DHT منبع ارتعاش در سطح زمین و ژئوفون ها درون گمانه ، قرار می گیرند و با ایجاد ارتعاش در سطح زمین و دریافت امواج در اعماق مختلف، با توجه به زمان و فاصله طی شده توسط موج های ارتعاشی، سرعت آن ‌ها در اعماق مختلف قابل محاسبه خواهد بود و با توجه به تغییرات سرعت موج در خاک‌ هایی با جنس مختلف، امکان شناسایی لایه‌بندی، جنس خاک و نیز تخمین پارامترهای خاک وجود دارد.

تست خاک لوفران (Lefrane Test)

تست خاک لوفران روش صحرایی تعیین نفوذپذیری توده های خاک است که به سه صورت تست ایستایی ثابت، سطح آب افتان و سطح آب خیزان، بر اساس شرایط محیطی انجام می گیرد. هر یک از این روش ها به دو روش نقطه ای برای تعیین نفوذپذیری قائم و قطعه ای برای تعیین نفوذ پذیری افقی تقسیم می شوند. که در این روش ها بر اساس میزان نفوذ یا تراوش آب در گمانه، با روش ها و روابط مربوطه، میزان نفوذپذیری خاک در جهت افقی یا قائم اندازه گیری می شود.

تست خاک پرسیومتری یا فشارسنجی (Pressure meter Test)

تست خاک پرسیومتری (PT) بر اساس قرار دادن یک غشای استوانه ‌ای شکل تحت فشار سیال درون یک گمانه استوار است. در تست صحرايی خاک پرسیومتری (PT) حین افزایش فشار سیال و در نتیجه افزایش حجم غشا و حفره، تغییرات حجم و فشار اندازه‌گیری شده و ثبت می گردد. تست خاک پرسیومتری (PT) به دلیل برخورداری از پشتوانه‌ علمی و تئوریک محکم نسبت به سایر تست ‌های صحرایی خاک ، کارایی در اعماق زیاد و قابلیت کسب اطلاعات کمی فراوان در مورد رفتار خاک امروزه به عنوان معتبرترین تست صحرايی مکانیک خاک قلمداد می ‌شود.

تست خاک بارگذاری صفحه

تست خاک ساختمان بارگذاری صفحه ، روشی صحرایی برای تعیین ظرفیت باربری خاک ، ارزیابی میزان تراکم پذیری و محاسبه مدول عکس العمل بستر در برابر بارهای وارده است. در تست خاک بارگذاری صفحه یک صفحه فلزی تحت بار قائم قرار گرفته و میزان نشست آن ثبت می‌شود. شرایط این صفحه نظیر یک پی منفرد است، بنابراین می ‌توان نتایج آن را با اعمال ضرایبی برای محاسبه میزان نشست پی‌ های سطحی به کار گرفت.

تست خاک لوژان (Lugeon Test)

تست خاک لوژان مرسوم ترین روش تعیین نفوذپذیری در محیط های سنگی درزه دار است که توسط لوژان در سال ۱۹۳۳ ابداع شده است. یک لوژان، آب خوری یک لیتر در دقیقه برای قطعه ای از گمانه به طول یک متر تحت فشار سیال ۱۰ بار می باشد.

در تست صحرایی خاک لوژان پس از حفاری گمانه، شستسوی آب و نصب پکرها، قطعه مورد نظر به مدت ۱۰ دقیقه از آب اشباع می شود. سپس فشار مورد نظر برای تست در ۵ یا ۷ گام به قطعه اعمال و هر ۵ دقیقه میزان خورند آب (جذب آب) ثبت می شود. اگر اختلاف بین دو قرائت از ۱۰ درصد کمتر شود، تست خاک ساختمان لوژان در آن قطعه (گام یا مرحله) تمام شده تلقی گشته و اعمال فشار گام بعدی، آغاز می شود. در نهایت با داشتن نتایج فشار و خورند، ضمن مشخص شدن رفتار محیط در مقابل فشار آب، عدد لوژان که نمایانگر نفوذپذیری توده های سنگی درزه دار است، به دست می آید.

تست خاک برش مستقیم برجا

ابزار تست خاک برش مستقیم اولین بار توسط Prakash در سال ۱۹۷۶ ابداع شد. مبنای تست برش مستقیم برجا یا صحرایی خاک مشابه تست خاک برش مستقیم آزمایشگاهی می باشد كه به منظور نزدیكی بیشتر به شرایط واقعی بصورت برجا انجام می شود. در تست خاک برش برجا ضمن اعمال بار قائم بر صفحه واقع بر روی سطح خاك یا سنگ، بار افقی ایجاد برش می كند.

تست برش برجا یا صحرایی خاک به منظور اندازه گیری مقاومت برشی توده های سنگی در تونل ها، شیروانی های سنگی، پی سدها، اندازه گیری ضریب اصطكاك بین سنگ و بتن در پی سدها، اندازه گیری مقاومت برشی خاكریزها و اندازه گیری مقاومت برشی توده های طبیعی خاكی در پروژه های مختلف، انجام می پذیرد.

تست خاک نفوذ استاندارد (SPT)

تست صحرایی نفوذ استاندارد SPT به دلیل کاربرد مستقیم یا غیر مستقیم نتایج آن، در ارزیابی رفتار خاک ‌ها در مقابل پدیده ‌های مختلف ژئوتکنیکی، تعیین پارامترهای خاک و استفاده در تعیین ظرفیت باربری پی‌ ها با در نظر گرفتن ملاحظات نشست، یکی از متداول ‌ترین تست‌ های صحرايی است. اساس تست خاک SPT بر سقوط یک وزنه از ارتفاع مشخص بر یک میله استوانه ‌ای شکل نمونه گیر استوار است.

تست خاک برش پره (Vane Shear Test)

در تست خاک برش پره یک تیغه برش چهار پره با هندسه ‌ای مشخص و استاندارد، در خاک مورد نظر با اعمال یک لنگر چرخشی فرو برده می ‌شود. با اندازه گیری لنگر پیچشی جهت برش، گسیختگی خاک و همچنین هندسه پره می ‌توان مقاومت برشی خاک رس ‌را اندازه گیری نمود. تست خاک ساختمان برش پره به طور عمده در خاک ‌های رسی استفاده می ‌شود. البته تست برش پره در خاک ‌های دانه ‌ای و متراکم، کاربردی ندارد.

همچنین تست صحرایی برش پره محدود به خاک‌ هایی می ‌شود که چرخش آرام تیغه ‌ها (۶ درجه در دقیقه) بتواند در آن ها باعث گسیختگی برش زهکشی نشده شود. از آن جا که زمان انجام تست خاک ساختمان برش پره سریع بوده (حدود ۲ تا ۵ دقیقه)، بنابراین جهت اندازه گیری مقاومت برشی زهکشی نشده کاربرد دارد. بر اساس روابط تعادلی بین لنگر اعمال شده و مقاومت برشی خاک در اطراف پره پس از گسیختگی، مقاومت برشی زهکشی نشده خاک به دست می ‌آید.

تست خاک دایلاتومتری تخت (Flat Dilatometer Test)

تست خاک دایلاتومتری تخت یا اتساع سنجی توسط مارچتی در سال ۱۹۸۰ ابداع شده است. در تست خاک ساختمان دایلاتومتری تخت ، نوک دستگاه با سرعت ۲۰ میلی متر بر ثانیه به درون زمین رانده می شود و با ثبت چند نوع فشار از جمله فشار بر غشا از طرف زمین، فشار برای صفر کردن تغییر مکان غشا، فشار برای ایجاد تغییر مکان ۱/۱ میلی متر، فشار وارد بر غشاء پس از برداشت بار و با به کارگیری روابط مربوطه متغیرهای دایلاتومتری به دست می آیند.

تست خاک ساختمان پیزوکن (CPTU)

تست خاک نفوذ مخروط الکتریکی با قابلیت اندازه‌ گیری فشار آب حفره‌ ای که پیزوکن یا به اختصار (CPTU) نامیده می ‌شود، یکی از پیشرفته ‌ترین تست‌ های صحرايی خاک می ‌باشد. از تست خاک ساختمان پیزوکن (CPTU) برای تعیین برخی پارامترهای مهندسی خاک های چسبنده و غیرچسبنده و همچنین تشخیص ماهیت خاک استفاده می ‌شود.

تست خاک ساختمان پیزوکن (CPTU) به دلیل تكرار پذیری، قابلیت اطمینان و پیوستگی داده ها، یك تست برجای ایده آل برای تعیین نوع خاك، لایه بندی زمین، تخمین پارامترهای مقاومتی، تغییر شكل پذیری لایه های ماسه ای و رسی و ارزیابی پتانسیل روان گرایی خاك های ماسه ای است. نتایج تست خاک ساختمان CPTU به دلیل ثبت دیجیتال، در سریع ترین زمان ممكن قابل ارائه و تجزیه و تحلیل می باشد.

تست دانسیته صحرایی خاک

تست دانسیته صحرايي خاک برای کنترل وزن مخصوص خاکریزهای کوبیده شده در سد های خاکی، راهسازی و ... استفاده می گردد. تست دانسیته درجا یا صحرايی خاک به همراه تست تراکم به عنوان مبنای پذیرش کفایت عملیات تراکم مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد تست دانسیته صحرايي به خاک های اشباع محدود بوده و در خاک های نرم و شدیدا شکننده توصیه نمی شود. همچنین هدف از تست دانسیته درجا به دست آوردن وزن مرطوب نمونه ای از خاک حفاری شده از یک گودال با شکل هندسی نامنظم است که اگر حجم آن گودال مشخص باشد دانسیته ظاهری یا مرطوب خاک به سادگی محاسبه می شود.