مطالعات ژئوتکنیک در پروژه های عمرانی
بارها شنیده و یا در روزنامه خوانده اید که ساختمانی در اثر عدم مقاومت خاک و زمینی که روی آن بنا شده است، خراب گردیده است. این زنگ خطری برای تمام مهندسین راه و ساختمان است که به مساله ی مقاومت خاک و مطالعات ژئوتکنیک توجه و دقت خاصی داشته باشند.
در این جا قصد داریم تا به لزوم توجه به مهندسی خاک و اهمیت مطالعات ژئوتکنیک اشاره کنیم اما قبل از آن لازم است تا با مهندسی ژئو تکنیک و تعریف خاک به شکل علمی آن آشنا شوید.
مهندسی ژئوتکنیک چیست
به علمی که رفتار، مقاومت و عملکرد خاک را مورد بررسی قرار می دهد “مکانیک خاک” می گویند و به مهندسینی که در این زمینه تخصص دارند “مهندس ژئوتکنیک” می گویند.
تعریف خاک
قسمت های سطحی سنگ های پوسته ی زمین در اثر هوازدگی، تجزیه و خرد می شوند. ذرات خرد شده در مواردی در محل تشکیل باقی مانده و روی سنگ ها را می پوشانند و در مواردی که سطح زمین زیاد است در اثر وزن خود و یا باران به قسمت های پایین تر حمل می شوند. این ذرات در اثر حرکت و برخورد با سنگ ها و یا با یکدیگر مجددا خرد شده و به ذرات ریزتری تبدیل می شوند.
این ذرات جامد و مجزا روی هم انباشته شده و به صورت ماده ی متراکمی در می آیند که به آن ها “زمین خرده سنگی” با “خاک” گفته می شود که در دشت ها . آبرفت ها فراوان یافت می شود.
خاک ها پس از آب مهم ترین عامل در تکوین حیات و ایجاد تمدن بشری به حساب می آیند.
انسان متمدن نیز اولین مصنوعات خود را از خاک به وجود آورده و تمدن قرن حاضر نیز بیش از پیش به خاک وابسته است.
علاوه بر نقش اساسی خاک ها در کشاورزی و تامین مواد غذایی در بسیاری از صنایع از قبیل مصالح ساختمانی، ظروف چینی و سفالی، شیمیایی و نفت، برق و الکترونیک و مخابرات نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
مشکلات مهندسی خاک
خطرات خاک را نباید نادیده گرفت. چه بسیار دهکده هایی که در سطح شیبدار تپه یا کوهی ساخته شده و در اثر حرکت خاک و زمین از بین رفته اند. چه بسیار پل هایی که به خاطر عدم مقاومت خاک زیرلایه های آن و شسته شدن آن ها شکسته و خرد شده اند.
در سدهای خاکی چون در معرض آب قرار دارند، آب باعث نرم و گل کردن آن ها می شود، مقاومت آن ها را می کاهد و به علت تخریب آن ها خطرات جدی زمین های زیر چنین سدهایی را تهدید می کند.
راه نیز از این خطر مصون نیست، راه ها چون در مسیر خود با انواع مختلف خاک مواجه هستند بیشتر در معرض خطرات ناشی از خاک قرار دارند.
باید توجه داشت که برای ساختن هر پروژه ی عمرانی از قبیل ساختمان ها، سیلوها، سدها، راه ها، تونل ها و … هزینه ی قابل توجهی صرف می شود.
بسیار اتفاق افتاده است که مهندسین و متخصصین به نحو قابل توجهی پروژه و اجزای آن را محاسبه کرده اند اما به مساله ی خاک و مطالعات ژئوتکنیک بی توجهی نشان داده اند و لذا این بی توجهی آن ها به مقاومت خاک، پروژه ی ساخته شده را دچار خطر انهدام کرده است.
به عبارت دیگر ممکن است اجزای یک پروژه به قدر کافی مقاوم و با ضریب اطمینان خوبی طراحی شده باشند اما این محاسبات به تنهایی کافی نیست وعدم مقاومت خاک می تواند خطرات بزرگی را ایجاد کند.
باید مقاومت خاک، رفتار و عملکرد آن را نیز محاسبه کردتا پروژه بتواند پایدار و محکم برای سالیان دراز باقی بماند. در واقع آزمایش خاک برای احداث ساختمان یکی از مهم ترین موضوعاتی است که باید به آن پرداخته شود.
تمام متخصصین و مهندسین و دانشجویان شاخه های مختلف مهندسی عمران باید به علم مکانیک خاک آگاهی داشته باشند تا پروژه های ساخته ی شده ی آن ها به خاطر مشکلات ناشی از خاک خراب نشوند و از ضررهای سنگین حاصل از آن ها جلوگیری نمایند.
شناخت زمین در علم مکانیک خاک لازم و ضروری است و انواع آزمایشات ژئوتکنیک باید قبل از احداث سازه ها مورد بررسی قرار بگیرد.
