بهینه سازی خاک

1. بهسازی خاک

امروزه علم ژئوتکنیک با تکیه‌بر تجربیات چند صدساله خود، امکان اجرای بسیاری از پروژه‌های عظیم را فراهم کرده است. که یکی از مهم‌ترین آنها اجرای پروژه های عمرانی بر روی خاک های مشکل‌ساز است. بهسازی خاک روشی نوین جهت ایجاد بستری مناسب برای اجرای پروژه است.

ارتقای شرایط ژئوتکنیکی خاک متناسب با شرایط پروژه مورد نظر و به صورت کنترل شده، جهت احداث یک سازه را بهسازی خاک می نامند. بهسازی خاک سبب بهبود شرایط ژئوتکنیکی خاک، متناسب با نوع پروژه، کاهش هزینه و زمان اجرا و افزایش طول عمر بهره‌برداری میگردد.

2. اهداف بهسازی خاک

هدف بهسازی خاک، به کارگیری ترکیبی از روش های مختلف، جهت بهبود خواص خاک می باشد. این خواص مطابق نموگرام زیر می باشند:

3. خاک‌های مشکل‌ساز در مهندسی عمران

خاکهای موجود در طبیعت بسیار متنوع بوده و هر یک از آنها در کاربردهای مهندسی رفتار متفاوتی را از خود نشان میدهند. مثلاً منشأ پیدایش یک خاک و نحوه تشکیل شدن آن تأثیر بسزایی بر ویژگی های آن میگذارد که ممکن است برای کارهای مهندسی مطلوب نباشد. بدین ترتیب برخی از خاک ها ممکن است برای اهداف مهندسی عمران مشکل ساز باشند که در ادامه به تفصیل آنها را شرح داده ایم:

1.3. خاک های رمبنده (فروریزشی)

در طبیعت خاک هایی وجود دارند که تحت تنش، با افزایش رطوبت، میزان کاهش حجم زیادی از خود نشان میدهند. این خاکها به خاک های رمبنده معروف‌اند. این نوع خاک ها، دارای پیوند بین ذرات ضعیف بوده و سست می باشند. هنگام قرار گرفتن تحت شرایط بارگذاری همراه با اشباع شدن و ارتعاش، پیوند بین ذرات آنها ازبین رفته و دچار نشست میشوند. خاک های رمبنده تا زمانی که در رطوبت آنها تغییر ایجاد نشود، مشکل زیادی در پی نخواهند داشت. همچنین این نوع خاک ها بادرفت بوده و در محدوده دانه‌بندی لای قرار میگیرد.

برای تثبیت این نوع خاک روش های گوناگونی ازجمله جلوگیری از مرطوب شدن، تراکم خاک، جایگزینی مصالح، استفاده از پی های عمیق، تثبیت با مصالح درشت‌دانه و مواد افزودنی دیگر با توجه به شرایط پروژه میتوان در پیش گرفت.

2.3. خاک های نرم و شل

از ویژگی های این نوع از خاک ها، مقاومت کم، ناپایداری حجمی، رطوبت زیاد و تحکیم عادی یافته است. برای نمونه خاک هایی مانند ماسه، لایه ای شل و رس های نرم با رطوبت بالا را میتوان نام برد. همچنین روان گرایی ماسه و لای ها را میتوان جزو این دسته به‌حساب آورد.

3.3. خاک های ریزدانه

در حاشیه مناطق شهری نیز ممکن است پروژه های عمرانی اجرا شود. به‌طور مثال ممکن است زمین هایی مورد استفاده قرار گیرند که قبلاً مکانی برای دفن زباله‌های مختلف مانند زباله‌های حفاری، ضایعات ساختمانی زباله‌های دیگر باشند. مهمترین مشکل این زمین ها، انباشتن مصالح بدون درنظرگرفتن تمهیداتی جهت تجزیه و تحکیم زباله‌هاست. ساخت‌وساز روی این نوع بستر، مشکلاتی نظیر ضعف باربری، تغییرات حجم و ناپایداری داخلی پس از بارگذاری را در پی خواهد داشت.

4.3. خاک های انبساطی (تورم پذیر)

خاک های انبساطی مقادیر زیادی از کانی مونت موریلونیت را در خود داشته و شامل خاک های ریزدانه رسی میشوند. رس ها معمولاً اندازه کلوئیدی داشته و سطح مخصوص آنها بسیار زیاد است؛ و میتوانند مقدار زیادی آب را در خود جذب کنند. درنتیجه، این نوع خاک با جذب آب، دچار تورم و انبساط شده و با از دست دادن آب منقبض میشود. این خاکها در صورت تورم، سبب ترک خوردن فونداسیون سازه میشوند. زمین های دارای خاک منبسط شونده معمولاً دارای ترک هستند.