توجه کردن به خواص خاک در ساختمان‌سازی بسیار مهم است و می‌تواند 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 تعیین‌کننده باشد. اما خاک مناسب ساختمان‌سازی چه ویژگی‌هایی باید داشته باشد؟ آیا این ماده می‌تواند بر پایداری ساختمان‌ها تأثیر بگذارد؟ در ادامه این مطلب می‌خواهیم از اهمیت ترکیبات انواع خاک جهت تحلیل کردن صحیح ‏‏‏ظرفیت باربری و پایداری سازه‌ها بگوییم و این‌که طبق نظر ‏‏‏متخصصان حفاری، مهندسی و طراحی، چه نوع ‏خاکی برای ساختمان‌سازی مناسب است؟ پس ما را با موضوعات زیر همراهی کنید:

• انواع خاک در ساختمان‌سازی
• نگاهی به فرسایش خاک و مهم‌ترین دلایل آن
• انواع خاک رس و تأثیر آن بر ساختمان‌سازی و
• مهم‌ترین معیارهای مناسب بودن خاک

انواع خاک در ساختمان‌ سازی

در ساختمان‌سازی انواع متفاوت خاک وجود دارد که در ادامه آن‌ها را بررسی خواهیم کرد:

خاک رس

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

• به دلیل وجود فضاهای بین ذراتش که بیش از 25 درصد آن را تشکیل می‌دهند می‌تواند 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 می‌تواند فشار زیادی را بر پایه‌های ساختمان وارد کند و باعث جابجایی سازه یا ایجاد تَرَک در آن شود. لذا برای جلوگیری کردن از خطرات احتمالی لازم است ترکیب این خاک در ساختمان‌سازی به‌صورت اصولی در نظر گرفته شود.
• ذراتی عمدتاً گرد دارد و نازک، مسطح و پوشیده از صفحات کوچک است. البته کاربرد این نوع خاک در ساختمان‌سازی می‌تواند به‌صورت ملات باشد؛ چرا که تراکم‌پذیری خوبی دارد و پس از خشک شدن بسیار مقاوم می‌شود.

سیلت یا لای

این خاک شبیه رس است اما ذراتش ریزتر هستند. این نوع خاک در ساختمان‌سازی می‌تواند آب زیادی را برای مدتی طولانی در خودش نگه دارد و همانند خاک رس دچار انبساط و انقباض می‌شود. کار کردن با سیلت آسان‌تر از سایر انواع است. اما این نوع خاک در ساختمان‌سازی و به‌ویژه جهت اجرای فونداسیون مناسب نیست. سیلت زهکشی ضعیفی دارد و باعث انبساط خاک می‌شود. هنگامی که این اتفاق می‌افتد، می‌تواند به پایه‌ها 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 می‌تواند آب را با سرعت متعادل‌تری جذب کند و خشک شود. چنین شرایطی این خاک را به یکی از برترین انتخاب‌ها برای صنعت ساختمان تبدیل کرده است. انبساط و انقباض این خاک در ساختمان‌سازی بسیار کمتر از خاک رس است؛ در نتیجه، این وضعیت فشار کمتری را به فونداسیون وارد می‌کند. خاک لومی زهکشی مناسبی دارد، کار کردن با آن آسان است و بسته به ترکیباتش می‌تواند لومی شنی، رسی یا سیلتی باشد.

خرید یونولیت سقفی با بهترین کیفیت و قیمت در مجموعه یونیپلکس!

خاک شن و ماسه

ذرات شن و ماسه بزرگ‌تر از رس و سیلت هستند؛ در نتیجه آب در این نوع خاک با سرعت بیشتری تخلیه می‌شود و از مشکلات انبساط، انقباض و جابجایی خاک جلوگیری می‌کند. اکثر پیمان‌کاران قبل از احداث بنا بر روی شن و ماسه، ترجیح می‌دهند که خاک را فشرده کنند تا از پایداری حداکثری سازه مطمئن شوند. این خاک در ساختمان‌سازی 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 خاک‌های فشرده بهتر می‌کند و هوادهی خاک را افزایش می‌دهد.
• از تجزیه شدن سنگ‌هایی نظیر گرانیت، کوارتز و سنگ آهک به وجود می‌آید 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 ساختمان‌سازی را در چهار گروه کلی زیر دسته‌بندی کرده‌اند.

• خاک سنگ: از پایدارترین انواع خاک است و عمدتاً در سازه‌ها و ساختمان‌های بزرگی به کار می‌رود که به تحمل وزن بیشتر و پایداری طولانی‌مدت نیاز دارند.
• نوع A: این خاک انواع رس و سیلت را در بر می‌گیرد. اکثر سازه‌های ساخته شده بر روی این نوع خاک باعث لغزش یا انبساط آسیب‌زا نمی‌شوند. اما ممکن است در معرض تغییرات رطوبتی، ناپایدار شوند.
• نوع B: خاک نوع B شامل لوم شنی، سیلت و رس‌های 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: خاک‌های نوع C کمترین پایداری را دارند و ممکن است باعث خرابی‌های سازه‌ای شوند. کار کردن با این نوع خاک در ساختمان‌سازی بدون پیش‌بینی کردن حفاظ‌های سازه‌ای تخصصی در فونداسیون و خاک اطراف می‌تواند خطرناک باشد.

برای اطلاع از قیمت فوم لس، با مجموعه یونیپلکس همراه باشید.

انواع خاک رس در ساختمان‌ سازی

این خاک در ساختمان‌سازی کاربردهای زیادی دارد؛ به‌ویژه در زمینه‌های:

• تولید آجر، سفال و سرامیک
• بتن رسی
• لایه‌بندی زیرسازی
• لایه‌بندی راه‌سازی و
• کف‌پوش‌های رسی

به طور کلی انواع خاک رس در ساختمان‌سازی عبارتند از:

• خاک رس طبیعی: این خاک از تجمع ذرات رسی و در طبیعت به وجود می‌آید. رس طبیعی دارای خصوصیات پلاستیسیته و الاستیسیته مناسبی است.
• خاک رس شیمیایی: این نوع خاک در ساختمان‌سازی با افزودن مواد شیمیایی به خاک طبیعی به دست می‌آید. این فرآیند باعث تغییر در خصوصیات خاک رس می‌شود و می‌تواند برخی از ویژگی‌های لازم در ساختمان‌سازی را به آن بیفزاید.
• خاک رس فرآوری شده: این نوع خاک را از طریق فرآیندهای پردازش اعم از خشک کردن، آسیاب کردن و … تولید می‌کنند.

بیشتر بخوانیم: آشنایی بیشتر با انواع مصالح ساختمانی و کاربردهای آن‌ها

فرسایش خاک و عوامل آن

فرسایش خاک عبارت است از تخریب و حذف ذرات از سطح خاک که می‌تواند به مشکلاتی جدی در ساختمان‌سازی منجر شود. لذا در طراحی ساختمان باید به مکانیزم‌های فرسایش خاک توجه کنید. ترازبندی مناسب، طراحی سیستم‌های زهکشی و استفاده کردن از مصالح ساختمانی مناسب می‌توانند به جلوگیری از این عارضه کمک کنند. برخی عواملی که می‌توانند باعث فرسایش خاک در ساختمان‌سازی شوند به شرح زیر هستند:

• رطوبت: بارندگی‌های شدید، نشت آب در ساختمان، نفوذ آب به خاک و تغییرات سطح آب زیرزمینی می‌توانند باعث فرسایش خاک شوند.
• باد: باد می‌تواند ذرات خاکی را از سطح خاک جدا کند و باعث فرسایش آن شود. بادهای شدید و مداوم می‌توانند خاک را از سطح زمین بردارند و پایه‌ها و سازه‌های ساختمانی را سست کنند.
• شیب زمین: شیب زمین می‌تواند باعث حرکت ذرات خاکی، زمین‌لغزش و جاری شدن آب شود.
• فعالیت‌های انسانی: فعالیت‌هایی مثل حفاری و حمل و نقل مواد ساختمانی می‌توانند به فرسایش خاک منجر شوند. حفره‌های ایجاد شده در خاک با هدف انجام دادن کارهای ساختمانی یا نصب کردن تأسیسات می‌توانند باعث تخریب ساختار خاک شوند.

مناسب ترین خاک برای ساختمان سازی دارای چه ویژگی هایی است

عدم توجه کافی به ویژگی‌های خاک در ساختمان‌سازی و به ویژه فونداسیون می‌تواند تبعات فاجعه‌باری داشته باشد. البته متغیرهایی نظیر شرایط آب و هوایی و نوع کاربری قبلی زمین می‌توانند بر کیفیت خاک تأثیر ‏‏بگذارند.‏

قبل از احداث بنا طبق مقررات باید آزمایش‌های فنی لازم را بر روی خاک انجام شود و از مهندسین و متخصصین ژئوتکنیک در این خصوص مشاوره بگیرید تا بتوانید تصمیم بهتری درباره آن بگیرید.

با توجه به این شرایط، مهم‌ترین ویژگی‌های خاک مناسب برای ساختمان‌سازی را می‌توانیم در موارد زیر خلاصه کنیم:

• پایداری خاک

خاک ساختمان‌سازی باید پایداری کافی داشته باشد تا بتواند وزن سازه و متعلقاتش را به خوبی تحمل کند. این ویژگی عبارت است از داشتن استحکام و مقاومت کافی در برابر  وزن ساختمان، بار باد، زلزله و سایر بارهایی که ممکن است بر ساختمان اثر بگذارند. از طرفی، خاک باید پایداری‌اش را در فصول خشک و مرطوب حفظ کند.

• نفوذ پذیری خاک

کاربرد خاک در ساختمان‌سازی باید به‌گونه‌ای باشد که خیالتان را از خطراتی نظیر لغزش سازه در آینده آسوده کند. چنین خاکی باید نفوذپذیری مناسبی داشته باشد تا بتواند رطوبت را به خوبی جذب و در عین حال، از تجمع آب در زیر ساختمان جلوگیری کند. لذا خاکی برای ساختمان‌سازی مناسب است که ویژگی‌های آب‌گیری و زهکشی مناسبی داشته باشد.

• عدم تغییر حجم غیرعادی خاک

خاک مناسب باید بر اثر رطوبت تغییر حجم کمی پیدا کند. تغییر حجم زیاد می‌تواند باعث جابجایی، ایجاد ترک و تغییر شکل ساختمان در آینده شود.

• خصوصیات شیمیایی مناسب خاک

مناسب‌ترین خاک در ساختمان‌سازی، خاکی است که دارای ویژگی‌هایی نظیر مقاومت برشی و فشاری مناسب است. این ویژگی‌ها برای استحکام و پایداری ساختمان بسیار مهم هستند.

• عدم احتمال زمین لغزش

زمین لغزش می‌تواند باعث حرکت و تغییر شکل ساختمان شود و خطراتی جدی در پی داشته باشد. بنابراین، توجه کردن به نتایج تست‌های فنی و ترکیبات و نوع خاک برای پیشگیری از چنین شرایط مخاطره‌آمیزی بسیار مهم است.

• سازگاری خاک با مصالح ساختمانی

یکی از معیارهای مهم کاربرد خاک در ساختمان‌سازی سازگاری آن با مصالح ساختمانی مورد استفاده است. برخی انواع خاک ممکن است با مصالحی که در ساختمان به کار می‌روند، به درستی جفت و جور نشوند و ریسک پروژه را افزایش دهند.

• قابلیت اجرای عملیات ساختمانی

خاک باید قابلیت اجرای عملیات ساختمانی نظیر حفر کردن و متراکم‌سازی را داشته باشد. این ویژگی‌ها برای انجام دادن عملیات ساختمانی اصولی و باکیفیت بسیار مهم هستند.

نتیجه گیری

خاک در ساختمان‌سازی جزئی حیاتی است و داشتن اطلاعات فنی کافی درباره پایداری، ترکیبات و رفتار آن در مواجهه با رطوبت برای اجرای موفقیت‌آمیز پروژه‌های ساختمانی بسیار مهم است. متراکم‌سازی، ایجاد تغییرات شیمیایی، حفاری عمیق، مهار کردن طرفین و تثبیت خاک از روش‌های تقویت کردن خاک‌های سست در ساختمان‌سازی هستند که می‌توانند مستقیماً بر یکپارچگی ساختاری و ایمنی ساختمان‌ها تأثیر بگذارند. لذا هنگام احداث هر سازه جدید، لازم است از متخصصان مربوطه در زمینه ارزیابی خاک و ویژگی‌های آن کمک بگیرید. آزمایش خاک می‌تواند اطلاعات ارزشمندی را درباره میزان مقاومت آن در اختیارتان بگذارد و از تبعات ناخوشایند آتی پیشگیری کند.