تعیین تیپ خاک چگونه است؟

تعیین تیپ خاک چگونه است؟

تعیین تیپ خاک چگونه است؟

تیپ خاک چیست؟

خاک ها از منظرهای مختلف طبقه بندی می شوند. یکی از این طبقه بندی ها تیپ بندی خاک است که در طراحی سازه کاربرد دارد. در ایران طبق استاندارد ۲۸۰۰ زلزله خاک ها به ۴ تیپ تقسیم بندی شده اند. نحوه تقسیم بندی این آیین نامه بر اساس سرعت موج برشی عبوری در این خاک هاست.

قبل از خواندن این مقاله توصیه می شود مقالات زیر را نیز مطالعه کنید:

• روش های نصب چمن مصنوعی
• چالش های ساخت ویلای کوهستانی

تعیین تیپ خاک چگونه است؟

انواع تیپ بندی خاک

براساس آئین نامه های طراحی ساختمان ها دربرابر زلزله (آئین نامه ۲۸۰۰)، خاک برمبنای میانگین سرعت امواج زلزله (برشی) به چهار دسته زیر تقسیم بندی می گردد:

• تیپ خاک ۱
• تیپ خاک ۲
• تیپ خاک ۳
• تیپ خاک ۴

مشخصات خاک تیپ ۱

تیپ ۱ مستحکم ترین خاک های سطحی هستند. به طوری که بر اساس آیین نامه ۲۸۰۰ ، سنگ ها و شبه سنگ ها در این دسته قرار می گیرند. سرعت موج برشی عبوری در خاک نوع یک بیشتر از ۷۵۰ متر بر ثانیه است و عمدتا از سنگ های آذرین، رسوبی و دگرگونی تشکیل شده است.

• تیپ ۱ بهترین خاک جهت ساخت و ساز محسوب می‌شود.
• خاک های بسیار سخت و سنگ ها و شبه سنگ ها جزء این دسته قرار می‌گیرند.
• سرعت موج برشی عبوری از آنها بیشتر از ۷۵۰ متر بر ثانیه است.

مشخصات خاک تیپ ۲

تیپ ۲ شامل خاک های بسیار متراکم  و یا سنگ های سست می باشد. شن و ماسه متراکم و رس بسیار سخت با ضخامتی بیش از ۳۰ متر مشمول این دسته هستند. سرعت موج برشی در خاک  تیپ دو بین ۳۷۵ تا ۷۵۰ متر بر ثانیه است. از جمله سنگ هایی که در این دسته قرار می گیرند، سنگ های آذرین و رسوبی سست مانند توف و یا سنگ های متورق و هوازده می باشند.

• بعد از تیپ ۱ بهترین خاک برای ساختمان سازی محسوب می‌شود.
• خاک های بسیار متراکم و سنگ های سست در این دسته قرار می‌گیرند.
• سرعت موج برشی عبوری از خاک تیپ ۲ بین ۳۷۵ تا ۷۵۰ متر بر ثانیه است.

مشخصات خاک تیپ ۳

تیپ ۳ شامل خاک هایی با تراکم متوسط است. سنگ های متلاشی شده در اثر هوازدگی جزو خاک نوع سه هستند. همچنین خاک هایی با تراکم متوسط، طبقات شن و ماسه با پیوند متوسط و رس ها با سختی متوسط جزو نوع ۳ می باشند. سرعت موج برشی درآن بین ۱۷۵ تا ۳۷۵ متر بر ثانیه است.

• تیپ ۳ متداول‌ترین خاک است و از تیپ ۲ ضعیف تر است.
• سنگ های متلاشی شده در اثر هوازدگی و خاک های با تراکم متوسط جزء نوع ۳ طبقه بندی می‌شوند.
• سرعت موج برشی عبوری از خاک نوع ۳ بین ۱۷۵ تا ۳۷۵ متر بر ثانیه می باشد.

مشخصات خاک تیپ ۴

نرم بودن خاک، اصلی ترین ویژگی خاک تیپ ۴ است. هر گونه پروفیل که شامل حداقل ۶ متر رس با اندیس خمیری بیشتر از ۲۰ و رطوبت بیشتر از ۴۰ درصد باشد. به عنوان مثال نهشته های نرم با رطوبت زیاد در اثر بالا بودن سطح آب زیر زمینی مشمول این دسته است. سرعت موج برشی در خاک نوع چهار کمتر از ۱۷۵ متر بر ثانیه است.

• تیپ چهار ضعیف ترین خاک محسوب می‌شود. این به معنی غیرمجاز بودن ساخت بر روی این خاک نیست. بلکه اسکلت ساختمان سنگین تر طراحی و اجرا می شود.
• خاک های نرم با رطوبت زیاد به دلیل بالا بودن سطح آب زیرزمینی جزء این دسته است.
• سرعت موج برشی عبوری از خاک نوع ۴ کمتر از ۱۷۵ متر بر ثانیه است.

روش تعیین تیپ خاک

تعیین نوع خاک توسط آزمایشگاه ها و به وسیله نتایج آزمایش های صحرایی دانهول و یا نفوذ استاندارد انجام می پذیرد.

آزمایش دانهول برای تعیین تیپ خاک

اصلی ترین آزمایش صحرایی که از نتایج آن به طور غیر مستقیم می توان تیپ خاک را تشخیص داد، آزمایش دانهول است. نتایج تست دانهول مستقیما سرعت موج برشی در خاک را نشان می دهد. با داشتن سرعت موج برشی می توان نوع خاک را تشخیص داد. هر چه سرعت موج برشی در خاکی بیشتر باشد، نشان دهنده آن است که سفت تر و متراکم تر است. به عنوان مثال اگر سرعت موج برشی در خاک ، بیش از ۷۵۰ متر بر ثانیه باشد، نوع ۱ می باشد و اگر سرعت موج برشی در آن ها کمتر از ۱۷۵ متر بر ثانیه است، خاکهای ضعیف و سستی بوده و در رده تیپ ۴ قرار می گیرند.

آزمایش نفوذ استاندارد SPT

اگر محاسبه مستقیم سرعت موج برشی میسر نباشد از روابط تقریبی استفاده می گردد. یکی از آزمایش هایی که با استفاده از آن می توان سرعت موج برشی را تخمین زد، آزمایش نفوذ استاندارد است. به طور کلی اگر عدد SPT استاندارد در خاکی بیش از ۵۰ باشد آن خاک متراکم بوده و تیپ ۲ است. عدد SPT کمتر از ۵۰ نیز نشانگر نوع ۳ یا ۴ است. معیار تعیین تیپ خاک در آزمایش نفوذ استاندارد دستی عدد ۱۶۰ است. به طوری که اگر عدد SPT بیش از ۱۶۰ شود از نوع متراکم تیپ ۲ یا ۱ در نظر گرفته می شود. جدول طبقه بندی خاک بر اساس استاندارد ۲۸۰۰ می تواند راهنمای مناسبی جهت تشخیص نوع خاک باشد.

تیپ مناسب خاک کدام است ؟

محاسبه برش پایه هنگامی که زلزله رخ می دهد در جهات مختلفی به ساختمان نیرو وارد می کند که برآیند آن ها در دو جهت افقی و قائم است. نیروی قائم زلزله به دلیل آنکه از نیروی افقی کوچک تر بوده و همچنین توسط نیروی وزن ساختمان تا حدودی خنثی می شود؛ قابل صرف نظر کردن است. اما لازم است نیروی افقى زلزله به دقت محاسبه گردد. مطابق استاندارد ۲۸۰۰، نیروی افقی زلزله در ساختمان های مختلف به صورت یکسان توزیع نمی شود و تابع پارامترهای گوناگونی است. آنچه در مورد تیپ خاک مورد بررسی قرار می گیرد، ضریب بازتاب است که در آن اثرات خاک ساختگاه تاثیرگذار است. ضریب بازتاب ساختمان بیانگر نحوه پاسخ ساختمان به حرکت زمین با توجه به نوع آن است. از این حیث خاک ساختگاه را به چهار دسته خاک نوع یک، دو، سه و چهار تقسیم بندی می کنند. ضریب بازتاب با استفاده از طیف زیر بدست می آید.

نوع زمین تیپ خاک

با دقت در نمودار فوق مشاهده می شود که خاک تیپ یک ضریب بازتاب کمتری دارد. یعنی هنگام زلزله نیروی کمتری به ساختمان منتقل می کند. لذا تیپ یک بهترین نوع خاک و تیپ چهار ضعیف ترین نوع است. چراکه خاک تیپ ۴ نیروی زلزله بیشتری را به ساختمان منتقل می کند. همچنین نوع دو از سه قوی تر و مستحکم تر است. تفاوت های خاک تیپ ۲ و ۳ موجب شده است که میزان مصالح مصرفی ساختمان در نوع سه افزایش بیشتری یابد. به عبارتی دیگری احداث ساختمان بر روی خاک نوع ۲ هزینه کمتری را در پی خواهد داشت.

تاثیر تیپ بندی خاک بر روی هزینه ساخت سازه

همانطور که بیان گردید، تعیین نوع خاک محل پروژه، در محاسبه نیروی زلزله وارد بر ساختمان تاثیر بسزایی داشته به طوری که با تغییر آن از یک به دو، از دو به سه و از سه به چهار، موجب افزایش نیروی زلزله وارد به ساختمان و در پی آن بالا رفتن مقاطع تیر و ستون، مقاطع فونداسیون ها، بادبندها و دیوارهای برشی و در نتیجه افزایش هزینه های ساختمان را در پی دارد.

برای مشاوره ی رایگان می توانید با شماره های ۰۹۱۲۲۴۶۰۰۸۹ | ۰۹۱۲۱۴۷۱۸۴۷ به طور مستقیم تماس بگیرید.

نظرات خود را در ارتباط با این مقاله ما بنویسید.

موفق باشید.