معرفی پروژه:
شرکت مهندسین مشاور مانک پی با افتخار اعلام میکند که مطالعات ژئوتکنیک (آزمایش خاک) پروژه احداث یک ساختمان مسکونی 10 طبقه واقع در چهارراه کوکاکولا تهران را در سال 1404 با موفقیت به انجام رسانده است. این پروژه با هدف ارائهی راهکارهای مهندسی دقیق و ایمن، مطابق با بالاترین استانداردهای ملی و بینالمللی، انجام شده است.
جزئیات پروژه:
- موقعیت پروژه: کوکاکولا، تهران
- نوع پروژه: ساختمان مسکونی 10 طبقه با اسکلت بتنی
خدمات ارائه شده:
- عملیات حفاری و نمونهگیری
- مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی
- انجام محاسبات مهندسی
- تهیه گزارش نهایی مطابق با استانداردهای سازمان نظام مهندسی و وزارت راه و شهرسازی
رویکرد ما:
در این پروژه، با استفاده از تجهیزات پیشرفته و تیم متخصص، کلیه مراحل مطالعات ژئوتکنیک و آزمایش خاک از حفاری تا تحلیل دادهها و تهیه گزارش نهایی با دقت و کیفیت بالا انجام شد. ما همواره تلاش کردهایم تا با رعایت دقیق دستورالعملهای سازمانهای مربوطه، اطمینان خاطر کارفرمایان محترم را جلب نماییم.
چرا مهندسین مشاور مانک پی؟
- تخصص و تجربه: سالها تجربه در انجام مطالعات ژئوتکنیک پروژههای بزرگ و کوچک
- استانداردهای بینالمللی: انجام کلیه مراحل مطابق با استانداردهای بهروز جهانی و ملی
- تیم حرفهای: متخصصان مجرب در حوزههای حفاری، آزمایشهای صحرایی و آزمایشگاهی
- گزارشهای جامع: ارائه گزارشهای دقیق و کاربردی برای طراحی و اجرای ایمن سازهها
- زمان و هزینه: انجام کامل مطالعات ژئوتکنیک در کمترین زمان و با هزینه مناسب
این پروژه نمونهای از تعهد مهندسین مشاور مانک پی برای ارائهی خدمات با کیفیت و مطابق با نیازهای پروژههای عمرانی است. برای اطلاعات بیشتر درباره خدمات ما و دریافت مشاوره رایگان، با ما تماس بگیرید
حفاری و مطالعات صحرایی
حفاری
در این پروژه، حفاری به روش دستی و نمونه گیری مقطعی انجام شده است و شامل دو گمانه به عمقهای 36 و 39.6 متر، (مجموعا 75.6 متر حفاری) میباشد.
آزمايش بارگزاری صفحه (PLT)
این آزمایش مطابق استاندارد ASTM D1194 که معادل نشریه شماره 231 و 736 سازمان برنامه و بودجه کشور میباشد، انجام میگیرد. آزمایش PLT قابليت انجام در چاهك هاي كم عمق، ترانشه و گالري را دارد و با هدف اندازهگيري ويژگيهاي مقاومتي وتغيير شكل پذيري آن بصورت كنترل بار و يا كنترل نشست انجام ميشود.
روش انجام آزمایش:
- آماده کردن محل آزمایش: یک گمانه دستی تا عمق موردنظر حفر میشود و محل انجام آزمایش با حفاری گالری آماده می گردد.
- اعمال بار: بار را به صورت تدریجی روی صفحه اعمال میکنند.
- اندارهگیری نشست: میزان نشست صفحه را در هر مرحله از بارگزاری ثبت میکنند.
- تکرار بارگزاری: این روند را تا رسیدن به بار نهایی( حد نشست ) مشخص ادامه میدهند.
- تحلیل دادهها: نمودار بار-نشست را رسم ظرفیت باربری خاک را محاسبه میکنند.
دادههای قابل استخراج
- ظرفیت باربری خاک: مقدار باری که خاک میتواند بدون نشست بیش از حد تحمل کند.
- میزان نشست آنی و تحکیمی خاک
کاربردها
- بررسی نشست خاک
- تحلیل پایداری خاکریزیها و سازههای نگهبان
- طراحی فونداسیونهای سطحی
مزایا
- دادههای دقیق و کاربردی
- ساده و قابل اجرا در محل
معایب
- هزینه زیاد و زمانبر
- نیاز به تجهیزات سنگین
آزمایش PLT به ارزیابی رفتار خاک تحت بارگزاری و تعیین مناسب بودن آن برای پروژههای عمرانی، کمک میکند.
آزمایش برش برجا
این آزمایش، مطابق آیین نامه ASTM D4554 انجام میپذیرد. آزمایش برش برجا در آزمایش خاک و مطالعات ژئوتکنیک به منظور تعیین مقاومت برشی حداکثر خاک در حالت درجا به صورت تابعی از تنش قائم بر سطح برش و ارزیابی پارامترهای مقاومتی مثل چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی، انجام میشود. این آزمایش در پایداری شیبها، طراحی پیهای سطحی و عمیق، سازههای نگهبان، پروژههای تونل سازی کاربرد دارد.
روش انجام آزمایش:
- آماده سازی محل آزمایش: یک گمانه دستی تا عمق موردنظر حفر میشود و محل انجام آزمایش با حفاری گالری آماده می گردد
- قرار دادن دستگاه: دستگاه برش در تماس مستقیم با خاک قرار میگیرند.
- اعمال بار قائم: با استفاده از جکهای هیدرولیکی تنش قائم شبیهسازی میشود.
- اعمال بار برشی: نیروی افقی به صورت تدریجی با گسیختگی خاک افزایش میابد.
- ثبت دادهها: جابجایی افقی و نیروی برشی در لحظه گسیختگی ثبت میگردد.
دادههای قابل استخراج
- نمودار تنش-جابجایی.
- مقاومت برشی نهایی.
- پارامترهای مقاومتی
- رفتار خاک تحت تنش برشی
مزایا
- کاهش خطای ناشی از نمونهگیری و حمل و نقل
- قابلیت اجرا در عمقهای مختلف
- حفظ شرایط طبیعی نمونه
معایب
- هزینه زیاد و زمانبر بودن نسبت به آزمایشهای آزمایشگاهی
- نیاز به تجهیزات تخصصی
- محدودیت در اعمال تنشهای بالا
- تاثیرپذیری در شرایط محیطی
آزمايش دانسیته صحرایی
آزمایش دانسیته صحرایی یا آزمایش سند باتل (Sand Cone Test)در آزمایش خاک ، مطابق آییننامههای ASTM D1556 و AASHTO T 191 انجام میشود و یکی از روشهای استاندارد و پرکاربرد در مهندسی ژئوتکنیک برای تعیین دانسیته خشک خاک در محل اجرای پروژهها میباشد. این آزمایش برای ارزیابی میزان تراکم خاک پس از عملیات کوبش (Compaction) و اطمینان از تطابق نتایج با مشخصات فنی پروژه انجام میشود. آزمایش سند باتل عمدتاً در پروژههای راهسازی، ساخت فونداسیونها، سدها و سازههای عمرانی که کنترل تراکم خاک حیاتی است، استفاده میشود.
روش انجام آزمایش:
- حفر چاله: چالهای با حجم مشخص (معمولاً ۱۵ تا ۳۰ سانتیمتر عمق) در لایه تراکمشده خاک حفر میشود.
- اندازهگیری وزن خاک: وزن خاک خارجشده از چاله اندازه گیری میشود.
- تعیین حجم چاله: حجم چاله از طریق ریزش ماسه استاندارد کالیبرهشده (با دانسیته مشخص)، با استفاده از دستگاه سند باتل، محاسبه میگردد.
- محاسبه دانسیته: دانسیته خاک محل با تقسیم وزن خاک بر حجم چاله، محاسبه میشود. درصد رطوبت خاک نیز برای محاسبه دانسیته خشک اندازهگیری میگردد.
دادههای قابل استخراج
- دانسیته خشک خاک (Dry Density).
- درصد رطوبت (Moisture Content).
مزایا
- سادگی اجرا و هزینه پایین نسبی
- دقت قابل قبول در خاکهای دانهای
- عدم نیاز به تجهیزات پیچیده
- قابل استفاده در گمانههای دستی
معایب
- حساسیت به شرایط محیطی
- نیاز به کالیبراسیون دقیق ماسه استاندارد
برای کنترل کیفیت تراکم خاک برای اطمینان از رسیدن به مقاومت و نشستپذیری مورد نیاز در پروژه، انجام این ازمایش ضروری میباشد.عدم انجام آن ممکن است باعث نشست غیریکنواخت، ترکخوردگی یا تخریب سازه شود.
آزمایش SPT (Standard Penetration Test)
این آزمایش یکی از متداولترین آزمایشهای صحرایی در مهندسی ژئوتکنیک است که برای ارزیابی مقاومت خاک و ویژگیهای مهندسی آن در محل انجام میگیرد. این آزمایش مطابق استانداردهایی مانند ASTM D1586 انجام میشود و بهطور گسترده در پروژههای عمرانی از جمله طراحی فونداسیونها، تحلیل ظرفیت باربری خاک و ارزیابی پتانسیل روانگرایی استفاده میشود.
روش انجام آزمایش:
- حفاری چاهک یا گمانه: ابتدا یک چاهک یا گمانه به روش دستی تا عمق مورد نظر حفر میشود.
- دستگاه SPT: در گمانههای دستی این ازمایش با دستگاه SPT المانی سبک انجام میشود.
- اعمال ضربات: بهوسيله يک چکش 10 کيلوگرمي با ارتفاع سقوط 50 سانتيمتر، ميلهاي به قطر نوك 6.35 و قطر ميله 2.2 سانتيمتر، به داخل خاک کوبیده میشود. تعداد ضربات لازم برای نفوذ نمونهگیر در سه مرحله (هر مرحله 10 سانتیمتر) ثبت میشود:
- ضربات برای نفوذ اولیه 10 سانتیمتر (نادیده گرفته میشود).
- ضربات برای نفوذ دومین 10 سانتیمتر (N1).
- ضربات برای نفوذ سومین 10 سانتیمتر (N2).
- محاسبه N-SPT: مجموع ضربات براي نفوذ 30 سانتيمتر پاياني، بر عدد 3.2 تقسيم شده و به عنوان عدد نفوذ استاندارد اصلاح شده گزارش میشود.
دادههای قابل استخراج
- عدد N-SPT: نشاندهنده مقاومت خاک در برابر نفوذ است.
- نمونههای خاک: نمونههای گرفتهشده برای آزمایشهای آزمایشگاهی (مانند دانهبندی و حدود اتربرگ) استفاده میشوند.
کاربردها
- تخمین مقاومت برشی خاک.
- ارزیابی تراکم و چگالی نسبی خاکهای دانهای.
- تحلیل پتانسیل روانگرایی در خاکهای ماسهای.
- طراحی فونداسیونهای سطحی و عمیق.
مزایا
- سادگی و سرعت اجرا.
- هزینه نسبتاً پایین.
- قابلیت استفاده در انواع خاکها.
معایب
- دقت محدود در خاکهای ریزدانه و چسبنده.
- تأثیرپذیری از خطاهای انسانی و تجهیزات.
- نیاز به تصحیح نتایج در شرایط خاص (مانند فشار آب حفرهای بالا یا عمق زیاد).
آزمایش SPT به عنوان یکی از روشهای کلیدی در مطالعات ژئوتکنیک و آزمایش خاک، اطلاعات ارزشمندی برای طراحی و تحلیلهای مهندسی فراهم میکند.
مطالعات آزمایشگاهی:
دانهبندی
آزمایشهای دانهبندی (Grain Size Analysis) برای تعیین توزیع اندازه ذرات خاک در آزمایش خاک انجام میشوند و شامل دو روش اصلی الککردن (Sieve Analysis) و هیدرومتری (Hydrometer Analysis) میباشند. این آزمایشها مطابق استانداردهایی مانند ASTM D422 انجام میشود و برای طبقهبندی خاک و پیشبینی رفتار مهندسی آن (مانند نفوذپذیری، تراکمپذیری و مقاومت برشی) استفاده میشوند.
1. دانهبندی با الک (Sieve Analysis):
این روش برای خاکهای درشتدانه (شن و ماسه) مناسب است. در این آزمایش، نمونه خاک خشک شده از مجموعهای از الکها با اندازههای مختلف (از بزرگ به کوچک) عبور داده میشود. سپس وزن خاک باقیمانده روی هر الک اندازهگیری شده و درصد وزنی ذرات در هر بازه اندازه محاسبه میگردد. نتایج به صورت منحنی دانهبندی (Grain Size Distribution Curve) نمایش داده میشوند که اطلاعاتی مانند ضریب یکنواختی (Cu) و ضریب انحنا (Cc) را ارائه میدهد.
- مزایا: سادگی، سرعت و دقت بالا برای خاکهای درشتدانه.
- معایب: محدودیت در اندازه ذرات (معمولاً برای ذرات بزرگتر از ۰.۰۷۵ میلیمتر).
2. دانهبندی هیدرومتری (Hydrometer Analysis):
این روش برای خاکهای ریزدانه (رس و سیلت) که اندازه ذرات آنها کوچکتر از ۰.۰۷۵ میلیمتر است، استفاده میشود. در آزمایش هیدرومتری، نمونه خاک در آب مخلوط شده و به صورت سوسپانسیون در میآید و با استفاده از هیدرومتر، چگالی سوسپانسیون در زمانهای مختلف اندازهگیری میشود. بر اساس قانون استوکس (Stokes’ Law)، اندازه ذرات و درصد وزنی آنها محاسبه میشود. نتایج نیز به صورت منحنی دانهبندی نمایش داده میشوند.
- مزایا: قابلیت اندازهگیری ذرات بسیار ریز.
- معایب: زمانبر بودن، نیاز به دقت بالا و تأثیرپذیری از عوامل محیطی مانند دما.
ترکیب دو روش:
در بسیاری از موارد، برای خاکهایی که هم شامل ذرات درشت و هم ذرات ریز هستند، از ترکیب دو روش الک و هیدرومتری استفاده میشود تا منحنی دانهبندی کاملتری به دست آید. این اطلاعات برای طبقهبندی خاک (بر اساس سیستمهایی مانند USCS) و طراحی سازههای ژئوتکنیکی ضروری است
حدود اتربرگ
آزمایشهای تعیین حدود اتربرگ (Atterberg Limits) از آزمایشهای پایهای در مکانیک خاک هستند که رفتار خاکهای ریزدانه (مانند رس) را در حالتهای مختلف رطوبتی بررسی میکنند. این حدود شامل حد روانی (Liquid Limit)، حد خمیری (Plastic Limit) و حد انقباض (Shrinkage Limit) هستند و مطابق استانداردهایی مانند ASTM D4318 انجام میشوند.
- حد روانی (LL):
این آزمایش برای تعیین درصد رطوبتی انجام میشود که در آن خاک از حالت خمیری به حالت روانمانند (مایع) تغییر حالت میدهد. در این روش، نمونه خاک در دستگاه کاساگرانده قرار گرفته و با ایجاد شیار در آن، تعداد ضربات لازم برای بسته شدن شیار به میزان مشخصی (معمولاً ۱۲.۷ میلیمتر) شمارش میشود. درصد رطوبت مربوط به ۲۵ ضربه به عنوان حد روانی در نظر گرفته میشود. - حد خمیری (PL):
این آزمایش درصد رطوبتی را تعیین میکند که در آن خاک از حالت خمیری به جامد تغییر حالت میدهد. در این روش، نمونه خاک به صورت رشتهای با قطر حدود ۳ میلیمتر درآورده شده و درصد رطوبتی که در آن رشتهها شروع به شکستن میکنند، به عنوان حد خمیری ثبت میگردد. - حد انقباض (SL):
این آزمایش درصد رطوبتی را تعیین میکند که در آن خاک با کاهش رطوبت دیگر منقبض نمیشود. نمونه خاک در قالبهای کوچک ریخته شده و پس از خشکشدن، تغییر حجم و وزن آن اندازهگیری میشود.
از دادههای این آزمایشها میتوان شاخص خمیری (Plasticity Index, PI) را محاسبه کرد که تفاوت بین حد روانی و حد خمیری است (PI = LL – PL). این شاخصها برای طبقهبندی خاکها (بر اساس سیستمهایی مانند USCS) و ارزیابی رفتار مهندسی خاکها (مانند پتانسیل تورم، نشست و مقاومت برشی) مورد استفاده قرار میگیرند. مزایای این آزمایشها شامل سادگی و کاربرد گسترده در تحلیلهای ژئوتکنیکی است، اما محدودیت آنها نیاز به دقت بالا در انجام آزمایش و تأثیرپذیری از خطاهای انسانی است.
وزن مخصوص
آزمایش تراکم آزمایشگاهی، دو روش پروکتور استاندارد و پروکتور اصلاحشده را در بر میگیرد که به منظور تعیین رابطه بین درصد رطوبت و چگالی خشک خاک در شرایط تراکم کنترلشده انجام میشود. این آزمایش مطابق با استانداردهای ASTM D698 (پروکتور استاندارد) و ASTM D1557 (پروکتور اصلاحشده) اجرا میشود. در هر دو روش از این آزمایش، نمونه خاک در لایههایی درون قالب استاندارد میریزند و با استفاده از چکشهایی با وزن و ارتفاع مشخص در تعداد ضربات معین، متراکم میکنند. پس از تراکم، چگالی مرطوب و درصد رطوبت نمونه اندازهگیری و چگالی خشک محاسبه میشود. با تکرار این فرآیند برای درصد رطوبتهای مختلف، منحنی تراکم رسم و چگالی خشک حداکثر و رطوبت بهینه تعیین میکنند. مزایای این آزمایش شامل سادگی و کاربرد گسترده در پروژههای عمرانی است، اما از محدودیتهای آن عدم تطابق کامل با شرایط واقعی تراکم در محل میباشد.
پروکتور اصلاحشده انرژی تراکم بیشتری اعمال میکند و برای خاکهای با نیاز تراکم بالاتر مانند خاکهای زیرسازی راهها مناسب است، این در حالی است که پروکتور استاندارد برای خاکهای با نیاز تراکم کمتر استفاده میشود.
درصد رطوبت
آزمایش تعیین درصد رطوبت خاک یکی از آزمایشهای پایهای در مکانیک خاک برای اندازهگیری مقدار آب موجود در خاک نسبت به وزن خشک آن انجام میشود. این آزمایش مطابق استانداردهایی مانند ASTM D2216 انجام میگیرد. در این روش، نمونهای از خاک مرطوب وزن شده و سپس در آون با دمای ۱۰۵ تا ۱۱۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲۴ ساعت یا تا رسیدن به وزن ثابت خشک میگردد. پس از خشککردن، نمونه مجدداً وزن میشود و درصد رطوبت (w) آن محاسبه میشود. درصد رطوبت خاک در تحلیلهای مهندسی مانند تعیین شاخصهای خمیری، تراکم خاک و طراحی فونداسیونها کاربرد دارد. مزیت این آزمایش سادگی و دقت آن است، اما محدودیت آن زمانبر بودن فرآیند خشککردن و نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی مانند آون میباشد.
برش مستقیم
آزمایش برش مستقیم یکی از روشهای متداول در آزمایش خاک به منظور تعیین پارامترهای مقاومت برشی خاک، شامل زاویه اصطکاک داخلی (φ) و چسبندگی (c)، است. این آزمایش را میتوان به صورت تحکیم نیافته زهکشی نشده (UU)، تحکیم یافته زهکشی نشده (CU) و تحکیم یافته زهکشی شده (CD) انجام داد.
در این روش، نمونه خاک درون جعبهای مستطیلی قرار گرفته و تحت تنش قائم ثابت قرار میگیرد. سپس با اعمال نیروی برشی به صورت افقی، نمونه تا حد گسیختگی برش داده میشود. دادههای قابل استخراج شامل تنش برشی و تغییر شکل برشی میباشند که برای ترسیم منحنی تنش-کرنش و تعیین مقاومت برشی نهایی استفاده میشوند. از مزایای این آزمایش میتوان به سادگی تجهیزات و روش انجام آن اشاره کرد، اما از معایب آن میتوان عدم توزیع یکنواخت تنش در نمونه و محدودیت در اندازه نمونه را نام برد. این آزمایش بیشتر برای خاکهای چسبنده و غیرچسبنده با دانهبندی ریز تا متوسط مناسب میباشد.
شرکت مهندسین مشاور مانک پی، عضو حقوقی سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران است و دارای پروانه معتبر ژئوتکنیک از وزارت راه و شهرسازی میباشد. کلیه فرایند مطالعات شامل حفاری، نمونهگیری، آزمایشهای صحرایی و آزمایشگاهی، آزمایش خاک و بتن ساختمان، تهیه گزارش و ثبت برگ تعهد یا برگ سبز نظام مهندسی و اخذ تاییدیه سازمان نظام مهندسی توسط متخصصین ما انجام میشود. شما میتوانید با خیال آسوده تمامی مراحل آزمایش خاک و بتن ساختمان و مطالعات ژئوتکنیک پروژه های خود را به ما بسپارید. کافیست جهت مشاوره رایگان، با ما تماس بگیرید.
