بخشی از مقاله
خلاصه
شهرستان کرمان در زمره شهرهایی قرار دارد که عمدتا خاك آن از لحاظ ژئوتکنیکی مسئله دار می باشد. از آنجا که در بسیاري مواقع مساله دار بودن خاك ساختگاه منجر به عملکرد غیرقابل قبول روسازه و ضررهاي مالی و جانی میگردد، لذا قبل از طراحی پی ها بایستی وجود مخاطرات ژئوتکنیکی ساختگاه بررسی گرددن . در این مقاله، به بررسی رفتار ژئوتکنیکی خاك ناحیه شمال غربی شهر کرمان پرداخته شده است. برنامه شناسایی کامل پارامترها و مخاطرات ژئوتکنیی مناسب تشریح و نتایج آزمونهاي برش پره صحرایی - - VST، نفوذ مخروط - CPT - و نفوذ استاندارد - - SPTکه در تدقیق مقادیر پارامترهاي مقاومت برشی زهکشی نشده و زهکشی شده خاك سیلتی رسی اشباع حاصله از آزمونهاي برش آزمایشگاهی بکارگرفته
شده است، بهمراه ضرایب همبستگی آنها ارائه گردیداند.
کلمات کلیدي: خاك شمال غرب شهرستان کرمان، آزمایشات صحرایی، روابط همبستگی
.1مقدمه
امروزه شناخت سایت ،ساختار خاك و سنگ بستر ساختگاه ها، پیش بینی رفتارآنها در حین ساخت و همچنین پس از بهره برداري نقش بسزایی در موفقیت پروژههاي عمرانی دارد. به همین دلیل کنفرانس هاي متعددي از جمله ISC-4 براي ارائه پیشرفت شناسایی سایت ها برگزار میگردد. [5]امروزه با وجود بالا بودن هزینه ها و فراهم آوردن شرایط انجام آزمایشات درجا، با توجه به کم شدن اثرات دستخوردگی و تغییرات بافت و همچنین لزوم لحاظ شدن اثر اندازه نمونه و تنشهاي واقعی درجا، استفاده از آزمایشات صحرایی توصیه میشود.که در این بین، آزمایشات برجاي CPT وSPT در تمام نقاط دنیا با یک تاریخچه غنی، بسیار به کار میروند و روابط همبستگی زیادي بین آنها و دیگر پارامترها ارائه شده است. به عنوان مثال روابط[2] - Jefferies and Davies - 1993 - ,Schmertmann - 1970 - ,Robertson et al. - 1983 - , Kulhawy and Mayne - 1990 - و...را می توان نام برد.
که البته اکثر روابط موجود بدلیل تفاوت هاي زیاد بین نوع خاك و خروجی و نوع تجهیزات مورد استفاده، کاربرد محلی دارند که بایستی بصورت کلی بسط داده شوند. درشرایط کنونی با توجه به کارایی بالاي CPT در ارائه یک پروفیل پیوسته از وضعیت ژئوتکنیکی لایه هاي زیر سطحی براي رس ها و ماسه ها و همچنین سرعت مناسب و اقتصادي بودن آزمایش، این آزمون به یک آزمایش برجاي معمول در سطح جهان تبدیل شده است. با این حالدر ایران بدلیل محدود بودن پهنه رسی و همچنین عدم اطلاع کامل مهندسین ایرانی ازکارائی هاي گسترده آن این آزمون گسترش چندانی نیافته است.
استان کرمان در جنوب شرق ایران زمین قرار گرفته که از دیدگاه ریخت شناسی ظاهر بسیار متنوعی دارد و از نظر واحدهاي ساختمانی و گسترش حوزه¬هاي رسوبی در زون ایران مرکزي قرار دارد و محل مورد مطالعه در این پروژه بر روي رسوبات ریزدانه دوره کواترنر میباشد. این استان در طول حیات زمینشناسی خویش از پرکامبرین تاکنون پویایی ساختاري بسیاري داشته و هماکنون از دیدگاه حرکات زمین بسیار پویا میباشد.از انجاکه خاکهاي رسی و سیلتی بخش وسیعی از استان کرمان را پوشانده است و کسب دانش کافی در خصوص رفتار انها ضروري به نظر میرسد، در این پروژه به بررسی و مطالعه ژئوتکنیکی خاك محل اجراي پروژه مجتمع مسکونی- تجاري شرکت تعاونی مسکن کارکنان دادسراي کرمان واقع در غرب شهرستان کرمان پرداخته شده است.
مجتمع مورد مطالعه مشتمل بر ساختمان هاي اسکلت فلزي 9 و 10 طبقه با یک طبقه زیر زمین - حداقل 5 متر گودبرداري - میباشد و سطح آب زیرزمینی حدود 9 متري سطح زمین طبیعی قرار دارد. با توجه به تجارب گذشته در حوالی ناحیه مورد مطالعه نشانههایی از وجود قنات یا حفرات متعدد وجود داشته است. همچنین ساختگاه مزبور در حوزه خطر خیلی زیاد زلزله قرا ر گرفته است. که همه این موارد ما را ملزم میکند که قبل از طراحی پی رفتار ژئوتکنیکی مصالح سایت مورد مطالعه دقیقتر بررسی و شناسایی شوند.[7] بنابراین در این تحقیق بعد از بدست آوردن پارامترهاي مورد نیاز با استفاده از آزمایشات صحرایی و آزمایشگاهی به بررسی همبستگیهاي موجود بین آنها پرداخته شدهو میزان قابلیت اعتماد و استفاده از این روابط براي خاك ناحیه شمالغرب کرمان بحث گردیده است.
.2 مطالعات و آزمایشات انجام شده
بررسیها و مطالعات انجام شده در این پروژه شامل بررسی هاي مقدماتی و بررسی هاي طراحی مطابق با بند 1-2-7 و 3-2-7 مبحث هفتم مقررات ملی ساختمانی ایران بوده که بررسی هاي کنترلی نیز انجام شده است [7]، ضمنا جهت شناسایی قنوات یا حفرات زیر سطحی و مسیرهاي احتمالی آنها از روش امواج رادار نفوذي - GPR - استفاده شده است. در این پروژه، 4 گمانه ماشینی از نوع روتاري به عمق 40 متر حفاري گردید. آزمایشات صحرایی انجام شده آزمایش نفوذ استاندارد، آزمایش نفوذ مخروط و آزمایش برش پره و آزمایشات آزمایشگاهی شامل آزمایش دانه¬بندي و هیدرومتري، تعیین حدود روانی و خمیري، تعیین درصد رطوبت طبیعی، تعیین وزن واحد حجم طبیعی، آزمایش تحکیم، آزمایش پتانسیل رمبندگی، آزمایش برش مستقیم، آزمایش سه محوري و آزمایشات شیمیایی می باشند . بعد از بدست آوردن پارامترهاي مورد نیاز، مقاومت مجاز خاك، نشست و سختی پی هاي سطحی و عمقی برآورد شده و پس از بررسی مخاطرات ساختگاهی راهکارهاي مناسب پی سازي ارائه شده است. در ادامه شرح مختصري از روش و نتایج آزمایشات صحرایی انجام شده ارائه می گردد و در شکل موقعیت پروژه و چیدمان محل انجام مطالعات صحرایی نشان داده شده است.
الف-آزمایش نفوذ استاندارد - SPT - در کشورهاي مختلف رایج است و به دستگاه هاي پیچیده نیاز ندارد. در این آزمایش تعداد ضربات حاصل از سقوط وزنهاي به وزن 64 kg از ارتفاع 76 cm که باعث نفوذ30 cm از لولهاي به قطر خارجی5 cm و قطرداخلی3/8 cm میگردد، ثبت میشود جهت انجام آزمایش تعداد ضربات لازم براي سه مرحله نفوذ نمونهگیر به عمق 15 سانتی متر یادداشت شده و در نهایت مجموع تعداد ضربات دو مرحله آخر بعنوان عدد SPT در اعماق مختلف ارائه میگردد که بایستی اصلاحات مربوط به عمق، طول میله، نوع نمونهگیر و قطر گمانه روي آن صورت گیرد.[3] پارامترهاي ژئوتکنیکی که با عدد نفوذ N در ارتباط هست که شامل تخمین ظرفیت باربري مجاز پیهاي سطحی و عمیق، کنترل درجه تراکم خاك، تعیین مدول تنش- کرنش خاك E ، و ارزیابی پتانسیل روانگرایی خاك هاي غیرچسبنده اشباع در شرایط زهکشی نشده و... میباشد.
ب- از میان آزمایشات صحرایی، آزمایش نفوذ مخروط به د لیل دقت و تکرارپذیري نتایج - ب ویژه در خاك هاي ضعیف - ، امکان ثبت پیوسته دادهها، توصیف بهتر از لایههاي کم ضخامت، سرعت اجر، صرفه اقتصادي، ارزیابی کارایی روشهاي بهسازي، جلوگیري از دست خوردگی خاك نسبت به آزمون SPT که با حفاري همراه است و امکان اتصال لوازم و تجهیزات بیشتر به آن و نیز نقش کمتر اپراتور از اهمیت زیادي برخوردار است.آزمون نفوذ مخروط - - CPT بر اساس نفوذ پیوسته ابزار استوانه اي با نوك مخروطی شکل - نفوذ سنج - به داخل زمین عمل مینماید. نفوذسنج داراي نوك مخروطی با زاویه پخی 60 درجه و قطر 37/5 است و با سرعت 20 میلیمتر در ثانیه داخل زمین نفوذ میکند. مقدار مقاومت خاك در مقابل نفوذ ابزار مذکور در هر 20 cm بصورت مقاومت نوك - qc - توسط دستگاه اندازه گیري میشود. Eslami and fellenius - 2004 - ضرایب اصلاح تنش سربار در اعماق بیشتر از 30 متر براي داده هاي CPT ارائه کرده استکه در این پروژه، بدلیل حداکثر عمق کاوش 18 متر میباشد، کاربردي ندارد .[2] در این پروژه در 7 نقطه نصب دستگاه انجام شد. اما در 3 نقطه نفوذ در عمق بیشتر از 5 متر - عمق خاکبرداري - میسر گردید.
ج- آزمایش برشی پره یکی از آزمایشهاي صحرایی است که در آن پره استاندارد با اعمال فشار وارد زمین شده و از طریق اندازهگیري نیروي لازم براي چرخش آن در خاك مقاومت برشی رسهاينرم تا نسبتاً سخت اندازهگیري میشود. استفاده از این آزمایش محدود به خاكهایی میگردد که چرخش آرام تیغهها - 6œ /min - بتواند باعث گسیختگی برشی زهکشی نشده در آنها گردد. از آنجاکه مقاومت برشی زهکشی نشده - SU - بدست آمده از آزمایش برشپره صحرایی بیش از حد براي طراحی بزرگ است، پیشنهاد می شود - SU - طراحی با توجه به روابط تجربی کاهش داده شود.
