شناخت انواع خاک در ساختمان‌ سازی

توجه کردن به خواص خاک در ساختمان سازی بسیار مهم است و می تواند برای انتخاب نوع فونداسیون و پیشگیری کردن از خطرات احتمالی ناشی از سست شدن پایه ساختمان، فرو رفتن آن در زمین، ایجاد ترک یا بدتر از همه، فروریختن سازه بسیار تعیین کننده باشد. اما خاک مناسب ساختمان سازی چه ویژگی هایی باید داشته باشد؟ آیا این ماده می تواند بر پایداری ساختمان ها تأثیر بگذارد؟ در ادامه این مطلب می خواهیم از اهمیت ترکیبات انواع خاک جهت تحلیل کردن صحیح ‏‏‏ظرفیت باربری و پایداری سازه ها بگوییم و این که طبق نظر ‏‏‏متخصصان حفاری، مهندسی و طراحی، چه نوع ‏خاکی برای ساختمان سازی مناسب است؟

انواع خاک در ساختمان سازی

در ساختمان سازی انواع متفاوت خاک وجود دارد که در ادامه آن ها را بررسی خواهیم کرد:

خاک رس

رس، خاکی است که از اجزای نانوسکوپی و زیرمیکروسکوپی و بر اثر تخریب شیمیایی سنگ ها و فشارهای محیطی ساخته شده است. این خاک:

• به دلیل وجود فضاهای بین ذراتش که بیش از 25 درصد آن را تشکیل می دهند می تواند رطوبت را برای مدت طولانی در خودش نگه دارد و بر اثر تماس با آن منبسط شود. اما خشک شدنش با انقباض همراه است و در این حالت می تواند فشار زیادی را بر پایه های ساختمان وارد کند و باعث جابجایی سازه یا ایجاد تَرَک و سست شدن اقدامات صورت گرفته برای پایدارسازی گود آن شود. لذا برای جلوگیری کردن از خطرات احتمالی لازم است ترکیب این خاک در ساختمان سازی به صورت اصولی در نظر گرفته شود.
• ذراتی عمدتاً گرد دارد و نازک، مسطح و پوشیده از صفحات کوچک است. البته کاربرد این نوع خاک در ساختمان سازی می تواند به صورت ملات باشد؛ چرا که تراکم پذیری خوبی دارد و پس از خشک شدن بسیار مقاوم می شود.

سیلت یا لای

این خاک شبیه رس است اما ذراتش ریزتر هستند. این نوع خاک در ساختمان سازی می تواند آب زیادی را برای مدتی طولانی در خودش نگه دارد و همانند خاک رس دچار انبساط و انقباض می شود. کار کردن با سیلت آسان تر از سایر انواع است. اما این نوع خاک در ساختمان سازی و به ویژه جهت اجرای فونداسیون مناسب نیست. سیلت زهکشی ضعیفی دارد و باعث انبساط خاک می شود. هنگامی که این اتفاق می افتد، می تواند به پایه ها فشار آورد و در طی زمان، تضعیفشان کند.

خاک لومی

این خاک ترکیبی از سیلت (لای)، ماسه و خاک رس است. این خاک تیره و خشک می تواند آب را با سرعت متعادل تری جذب کند و خشک شود. چنین شرایطی این خاک را به یکی از برترین انتخاب ها برای صنعت ساختمان تبدیل کرده است. انبساط و انقباض این خاک در ساختمان سازی بسیار کمتر از خاک رس است؛ در نتیجه، این وضعیت فشار کمتری را به فونداسیون وارد می کند. خاک لومی زهکشی مناسبی دارد، کار کردن با آن آسان است و بسته به ترکیباتش می تواند لومی شنی، رسی یا سیلتی باشد.

خاک شن و ماسه

ذرات شن و ماسه بزرگ تر از رس و سیلت هستند؛ در نتیجه آب در این نوع خاک با سرعت بیشتری تخلیه می شود و از مشکلات انبساط، انقباض و جابجایی خاک جلوگیری می کند. اکثر پیمان کاران قبل از احداث بنا بر روی شن و ماسه، ترجیح می دهند که خاک را فشرده کنند تا از پایداری حداکثری سازه مطمئن شوند. این خاک در ساختمان سازی بسیار کاربرد دارد و:

• از قطعات سنگ و مواد معدنی سختی نظیر دی اکسید سیلیکون تشکیل شده است. اندازه ذرات شن و ماسه بزرگ است که زهکشی را در خاک های فشرده بهتر می کند و هوادهی خاک را افزایش می دهد.
• از تجزیه شدن سنگ هایی نظیر گرانیت، کوارتز و سنگ آهک به وجود می آید و عمدتاً برای کاربرد در پی ساختمان مناسب است.

برخی منابع از جمله استانداردهاى سازمان ایمنى و بهداشت شغلى ایالات متحده (OSHA: Occupational Safety and Health Administration) انواع خاک در ساختمان سازی را در چهار گروه کلی زیر دسته بندی کرده اند.

• خاک سنگ: از پایدارترین انواع خاک است و عمدتاً در سازه ها و ساختمان های بزرگی به کار می رود که به تحمل وزن بیشتر و پایداری طولانی مدت نیاز دارند.
• نوع A: این خاک انواع رس و سیلت را در بر می گیرد. اکثر سازه های ساخته شده بر روی این نوع خاک باعث لغزش یا انبساط آسیب زا نمی شوند. اما ممکن است در معرض تغییرات رطوبتی، ناپایدار شوند.
• نوع B: خاک نوع B شامل لوم شنی، سیلت و رس های متوسط است. در صورت کار کردن با این نوع خاک، باید اقدامات احتیاطی بیشتری را برای جلوگیری از اثرات ناپایداری خاک و شرایط محیطی در نظر بگیرید.
• نوع C: خاک های نوع C کمترین پایداری را دارند و ممکن است باعث خرابی های سازه ای شوند. کار کردن با این نوع خاک در ساختمان سازی بدون پیش بینی کردن حفاظ های سازه ای تخصصی در فونداسیون و خاک اطراف می تواند خطرناک باشد.

برای اطلاع از قیمت قالب لایت فرم، با مجموعه یونیپلکس همراه باشید.

انواع خاک رس در ساختمان سازی

در صنعت ساختمان، خاک رس به دلیل ویژگی های منحصربه فردش در بخش های مختلفی کاربرد دارد. به طور کلی، خاک رس مورد استفاده در ساختمان سازی به سه نوع اصلی تقسیم می شود:

1. خاک رس طبیعی: این نوع خاک مستقیماً از طبیعت استخراج می شود و از ذرات رسی ریز تشکیل شده است. خاک رس طبیعی دارای خاصیت پلاستیسیته (نرمی و شکل پذیری) و الاستیسیته مطلوبی است که آن را برای ساخت وساز مناسب می سازد.

2. خاک رس شیمیایی: در این نوع خاک، با افزودن مواد شیمیایی به خاک رس طبیعی، ویژگی های فیزیکی یا مکانیکی آن بهبود می یابد. این تغییرات باعث افزایش کارایی خاک در پروژه های خاص عمرانی می شود.

3. خاک رس فرآوری شده: این خاک با انجام فرآیندهایی مانند خشک کردن، آسیاب کردن و الک شدن تولید می شود. خاک رس فرآوری شده در پروژه هایی نیازمند یکنواختی و کیفیت بالا کاربرد دارد.

کاربردهای خاک رس در ساختمان سازی

خاک رس در پروژه های ساختمانی و عمرانی کاربردهای متنوعی دارد، از جمله:

• تولید آجر، سفال و سرامیک
• تهیه بتن رسی برای برخی سازه ها
• استفاده در لایه های زیرسازی ساختمان ها
• کاربرد در لایه بندی راه سازی
• تولید کف پوش های رسی و سنتی

فرسایش انواع خاک و عوامل مؤثر بر آن در ساختمان سازی

فرسایش خاک به فرآیند تخریب، جدایش و جابجایی ذرات سطحی خاک گفته می شود که ممکن است به مرور زمان موجب کاهش استحکام و پایداری بستر سازه شود. این پدیده، اگر در مراحل اولیه طراحی و اجرای ساختمان نادیده گرفته شود، می تواند منجر به خطراتی جدی برای پی سازی، فونداسیون و حتی کل سازه گردد.

از همین رو، شناخت دقیق مکانیزم های فرسایش خاک و اتخاذ راهکارهای پیشگیرانه، یکی از اصول کلیدی در مهندسی عمران و ساختمان سازی به شمار می رود. برخی اقدامات مؤثر برای جلوگیری از فرسایش خاک در پروژه های عمرانی عبارتند از:

• ترازبندی و شیب بندی اصولی زمین
• طراحی و اجرای صحیح سیستم های زهکشی سطحی و زیرسطحی
• پایدارسازی گودها با روش هایی مانند میخ کوبی (نیلینگ)
• انتخاب صحیح مصالح ساختمانی متناسب با نوع خاک

با استفاده از تکنولوژی های نوین تثبیت خاک، می توان قبل از بروز مشکل، خطرات ناشی از فرسایش را به طور قابل توجهی کاهش داد. به عنوان مثال، استفاده از روش میخ کوبی در همان مراحل اولیه اجرای سازه، نه تنها پایداری گود را افزایش می دهد، بلکه ظرفیت باربری خاک را نیز به طرز چشمگیری بهبود می بخشد.

عوامل مؤثر بر فرسایش انواع خاک در پروژه های ساختمانی

1. رطوبت و نفوذ آب: بارندگی های شدید، نشت لوله ها، تغییرات سطح آب زیرزمینی و نبود زهکشی مناسب از اصلی ترین دلایل فرسایش خاک هستند. نفوذ آب باعث کاهش چسبندگی بین ذرات خاک و شسته شدن آنها از محل استقرار می شود.

2. باد: بادهای شدید، به ویژه در مناطق خشک و بی گیاه، می توانند لایه های سطحی خاک را جابجا کنند. این امر باعث سستی بستر خاک و کاهش استحکام پایه های ساختمان می گردد.

3. شیب زیاد زمین: زمین هایی با شیب زیاد، مستعد حرکت ذرات خاک، لغزش و جریان آب هستند. اگر چنین زمین هایی به درستی مهار نشوند، ممکن است منجر به رانش زمین یا آسیب به سازه های مجاور شوند.

4. فعالیت های انسانی: عملیات حفاری، گودبرداری، رفت وآمد ماشین آلات سنگین و ایجاد حفره برای لوله کشی یا کابل کشی، ساختار طبیعی خاک را مختل کرده و زمینه ساز فرسایش آن می شود.

در نهایت باید گفت پیشگیری، مهم تر و کم هزینه تر از درمان است. مهندسان و سازندگان باید در مرحله مطالعات ژئوتکنیک، نوع خاک، میزان فرسایش پذیری و شرایط محیطی پروژه را به دقت بررسی کنند و بر اساس آن، راهکارهای ایمن سازی را طراحی و اجرا نمایند.

نتیجه گیری

خاک در ساختمان سازی جزئی حیاتی است و داشتن اطلاعات فنی کافی درباره پایدارسازی گود ترکیبات و رفتار آن در مواجهه با رطوبت برای اجرای موفقیت آمیز پروژه های ساختمانی بسیار مهم است. متراکم سازی، ایجاد تغییرات شیمیایی، حفاری عمیق، مهار کردن طرفین و تثبیت خاک از روش های تقویت کردن خاک های سست در ساختمان سازی هستند که می توانند مستقیماً بر یکپارچگی ساختاری و ایمنی ساختمان ها تأثیر بگذارند. لذا هنگام احداث هر سازه جدید، لازم است از متخصصان مربوطه در زمینه ارزیابی خاک و ویژگی های آن کمک بگیرید. آزمایش خاک می تواند اطلاعات ارزشمندی را درباره میزان مقاومت آن در اختیارتان بگذارد و از تبعات ناخوشایند آتی پیشگیری کند.