طبقه‌بندی انواع زمین در خاکبرداری

مقدمه

خاک یکی از عناصر اصلی برای حیات تمام موجودات زنده است و در تمامی سبک‌ها و روند زندگی ما انسان‌ها جایگاه خاص خود را دارد. خاک هر ناحیه به دلیل شرایط آب‌وهوایی در مقایسه با نواحی دیگر متفاوت بوده و به همین دلیل دامنه استفاده از خاک‌ها متفاوت می‌باشد یکی از اجزای ضروری و بسیار کاربردی در تمامی ساخت‌وسازها خاک می‌باشد که انتخاب نوع خاک توسط افراد فعال در این حوزه (مهندسین عمران و افرادی که دارای علم ژئوتکنیک) انجام می‌پذیرد. پیشنهاد می‌کنیم همراه ما باشید و اطلاعات خود را دررابطه‌با خاک و کاربردهای آن افزایش دهید.

1. طبقه‌بندی خاک در گودبرداری

1.1. خاک‌های نباتی

خاک‌های نباتی خاک‌هایی هستند که دارای مقاومت برشی پایین و تراکم‌پذیری بالایی هستند. این نوع از خاک با کوچک‌ترین بارگذاری نشست خواهد کرد. تغییرات رطوبت بالایی نیز در این خاک وجود داشته و برای ساخت‌وساز به‌هیچ‌عنوان مناسب نمی‌باشند.  از مشخصه‌های ظاهری این خاک نیز وجود بقایای گیاهی در آن است. در صورت وجود این خاک در محل گودبرداری باید حداکثر تدابیر ایمنی را هنگام خاک‌برداری و مقاوم‌سازی آن انجام داد. به‌صورت معمول در پروژه‌های گودبرداری شهری حدود 1 تا 2 متر اولیه دیوار خاکی به‌خصوص در محدوده حیاط ساختمان از خاک نباتی تشکیل شده است. به‌منظور پایداری این نوع خاک استفاده از سولجر شناور به همراه میخ‌کوبی در خاک (نیلینگ) مرسوم می‌باشد.

2.1. خاک‌های مخلوط سخت تا مقاوم

گروه خاک‌های مخلوط سخت تا مقاوم، سیلت‌های رس دار، رس‌های لای دار، رس‌های ماسه دار، لای‌های ماسه دار و ترکیبی از آنها می‌تواند در دستهٔ خاک‌های ریزدانه یا چسبنده ممکن باشد. همان‌طور که از نام آن­ها پیداست این نوع خاک دارای بافتی ریز و مقاومت بالا و خاصیت خمیری نسبتاً کمی می‌باشد و جزء خاک‌های سفت طبقه‌بندی می‌شوند. معمولاً روی این خاک هنگام گودبرداری جای ناخن‌های بیل مکانیکی و یا لودر به‌وضوح دیده می‌شود و گودبرداری به‌سختی انجام می‌پذیرد.

این نوع خاک در صورت دارابودن شاخص خمیری پایین به‌منظور اجرای عملیات میخ‌کوبی در خاک (نیلینگ) و انکراژ بسیار مناسب بوده و دارای خورند دوغاب قابل‌قبولی است. اجرای عملیات نیلینگ و انکراژ به‌خصوص در عمق‌های بالا در این نوع از خاک از لحاظ زمان و اقتصادی‌بودن نسبت به روش‌های سازه نگهبان خرپایی و مهار متقابل مناسب‌تر است.

3.1. خاک‌های خشک و بدون چسبندگی

این خاک‌ها که به خاک‌های ریزشی معروف هستند به دلیل نداشتن ریزدانه و خاصیت مویینگی کاملاً خشک بوده و هر لحظه احتمال ریزش آن وجود دارد. پایداری و مقاومت لغزشی آن بسیار پایین بوده و انجام عملیات گودبرداری در این‌گونه خاک‌ها بسیار دشوار می‌باشد. از ویژگی­های ظاهری این خاک، پر شدن محل خاکی که توسط بیل مکانیکی برداشته شده  به‌وسیله خاک‌های اطراف آن می‌باشد. در این نوع خاک حفاری به‌منظور نیلینگ و انکراژ باتوجه‌به ریزش خاک گمانه با دستگاه‌های دریل واگن معمول سخت است و نیاز به استفاده از دستگاه دریل واگن مخصوص و به روش غلاف‌گذاری است. همچنین خورند دوغاب تزریقی در این خاک بسیار بالا است و باتوجه‌به جنس چسبندگی پایین خاک حتماً می­بایست تاحدامکان تزریق کامل و با فشار دوغاب در گمانه صورت پذیرد.

4.1. خاک‌های رسی و بسیار ریزدانه

به‌طورکلی خاک‌های رسی هنگامی که خشک هستند مقاومت قابل‌قبولی را از خود نشان می‌دهند؛ اما هنگامی که آب پشت دیواره‌های این نوع خاک نفوذ کند، در اثر کاهش مقاومت برشی از هم فروپاشیده و مقاومت آن از بین می‌رود؛ بنابراین احتمال فروپاشی در شرایط مرطوب این‌گونه خاک‌ها هنگام گودبرداری باید مدنظر قرار گیرد و اقدامات پیشگیرانه مناسبی صورت پذیرد تا از فروپاشی گل‌ولای خشک شده جلوگیری شود.

ناگفته نماند خاک‌های بسیار ریزدانه نیز به دلیل خاصیت مویینگی بالا در صورت نفوذ رطوبت رفتار ناپایداری از خود نشان داده و دچار ازهم‌گسیختگی می‌شوند. خاک‌برداری این نوع خاک در حالت خشک چندان کار دشواری نخواهد بود؛ ولی باید جوانب احتیاط را رعایت نمود. در این نوع خاک باتوجه‌به نفوذپذیری پایین جهت تزریق دوغاب و همچنین پایین‌بودن مقاومت چسبندگی بین خاک و دوغاب، استفاده از روش نیلینگ و انکراژ به‌تنهایی جهت پایدارسازی گود پیشنهاد نمی‌شود. طول باند انکر در این نوع خاک بیشتر از خاک‌های درشت‌دانه می‌باشد. تغییر مکان در این نوع خاک‌های ریزدانه رسی در حالت مرطوب به‌صورت معمول بالا است. استفاده از روش‌های سازه نگهبان خرپایی، مهار متقابل و تاپ دان در این نوع خاک‌ها به‌منظور پایدارسازی گود بیشتر توصیه می‌گردد.

5.1. خاک دستی

خاکریزهایی که از نخاله‌های ساختمانی و یا خاک‌های بلااستفاده در محل انباشته (دپو) می­شود و به وجود می‌آید خاک‌های دستی تلقی می­شود. معمولاً این خاک‌ها از لحاظ یکپارچگی و باربری جزء خاک‌های غیر باربر دسته‌بندی می‌شوند. این خاک قابلیت باربری ندارد و باید به طور کامل برداشت شود. وجود قطعات و اجزای دست‌ساز بشر مانند آجر، موزاییک، پلاستیک و … در خاک‌نشان دهنده دستی بودن خاک است.

2. معرفی و شناخت سیستم‌های طبقه‌بندی خاک

سیستم‌های طبقه‌بندی یک راه برای تشخیص نوع و کاربرد خاک هستند و کمک می‌کنند افراد راحت‌تر باتوجه‌به نیاز خود خاک مناسب را انتخاب و تهیه نمایند در ذیل به معرفی سیستم‌های طبقه‌بندی خاک خواهیم پرداخت.

• سیستم طبقه‌بندی خاک مدل آشتو: این مدل خاک‌ها را به ۷ گروه تقسیم می‌کند و برای نام‌گذاری آنها از A1 تا A7 بهره‌گیری می‌کند، هر چه شماره کنار حروف بالاتر برود نشان‌دهنده کاهش کیفیت خاک می‌باشد.
• سیستم طبقه‌بندی خاک مدل BS: این مدل هم خاک‌ها را بر اساس نوع ذره‌های تشکیل‌دهنده و همچنین خصوصیات نهفته در آن طبقه‌بندی می‌نماید.
• سیستم طبقه‌بندی خاک ملل متحد: این سیستم خاک‌ها را بر اساس ذرات تشکیل‌دهنده‌اش تقسیم‌بندی می‌کند.
• سیستم طبقه‌بندی خاک مدل USDA: این روش که تعلق دارد به سیستم‌های کشاورزی در کشور آمریکا از طریق بافت‌های تشکیل‌دهنده خاک طبقه‌بندی می‌کند.

3. کدام زمین برای ساختمان‌سازی مناسب است؟

یکی از مهم‌ترین و اصلی‌ترین نکاتی که شما زمان ساختمان‌سازی باید به آن دقت داشته باشید این است که زمین مناسبی را جهت طراحی ساختمان انتخاب کنید. به‌طورکلی شما باید به‌خوبی بدانید که زمین‌های متنوعی برای ساختن ساختمان‌ها وجود دارد که دارای ویژگی‌ها و مشخصات خاصی هستند.

4. دسته‌بندی تجربی انواع زمین برای ساختمان‌سازی

برخی از اصلی‌ترین و مهم‌ترین زمین‌هایی که برای ساختمان‌سازی کاربرد زیادی دارند و همچنین بیشتر افراد ساختمان‌های موردنظر خود را روی آنها می‌سازند عبارت هستند از

1.4. زمین‌های خاکریزی شده

یکی از زمین‌هایی که جهت ساخت انواع ساختمان‌ها کاربرد زیادی دارد زمین‌های خاک‌ریزی شده می‌باشد. این زمین‌ها را به‌عنوان زمین‌هایی که خاک دستی دارند نیز می‌شناسند. مقاومتی که در این زمین‌ها وجود دارد کمتر از دیگر نمونه زمین‌ها است. قدرت مجازی که روی آنها اعمال می‌گردد حدود ۸۰ گرم بر سانتیمتر مربع خواهد بود.

شما باید به‌خوبی بدانید که این زمین‌ها بدون پی‌سازی برای اینکه شما رویشان ساختمان‌های متنوعی بسازید گزینه مناسبی به شمار نمی‌روند؛ بنابراین شما نباید آنها را برای ساختن ساختمان بدون ایجاد پی‌سازی انتخاب کنید.  به‌طورکلی بسیاری از افرادی که این نمونه از زمین‌ها را برای ساختن ساختمان انتخاب می‌کنند باید به‌خوبی بدانند که آنها را نیاز است پی‌ریزی نمایند و پی‌ریزی این زمین‌ها باید بر اساس استانداردهای ویژه‌ای انجام شود.

2.4. زمین‌های ماسه‌ای

زمین‌هایی که ماسه‌ای هستند برای ساختمان‌های سبک گزینه مناسبی به شمار می‌روند. این زمین‌ها حدود ۱۲ کیلوگرم بر هر سانتیمتر با را می‌توانند تحمل کنند. در برخی از انواع زمین‌های ساحلی که ماسه‌ای هستند خاک‌های چسبنده قرار گرفته است که آنها بیشتر از ۵۰۰ گرم بار را نمی‌توانند تحمل کنند.

شما باید به‌خوبی بدانید که در این نمونه از زمین‌ها باید برای ساختمان‌های سبک بر اساس استانداردهای مشخص شده پی‌ریزی را انجام دهید و برای ساختمان‌هایی که بزرگ هستند باید بر اساس مطالعات خاص محاسبه‌های دقیق را به‌صورت مکانیکی انجام دهید.

3.4. زمین‌های شنی

زمین‌هایی که شنی هستند دارای دانه‌بندی خوبی هستند. به‌طوری‌که دانه‌های ریز آنها فضای بین دانه‌های درشت را به بهترین نحو ممکن پر می‌کنند و ساخت‌وساز متراکمی را به وجود می‌آورند.

شما برای ساختمان‌سازی باید به‌خوبی بدانید که این زمین‌ها بهترین زمین‌هایی هستند که می‌توانید انتخاب کنید. مقاومت مجاز روی هر یک سانتیمتر این زمین‌ها ۵ کیلومتر می‌باشد. بسیاری از افرادی که ساختمان‌سازی انجام می‌دهند این زمین‌ها را برای ساخت ساختمان انتخاب می‌کنند.

4.4. زمین‌های رسی

زمین‌های رسی به دودسته تقسیم می‌شوند. یکی از آنها زمین‌های رسی خشک می‌باشد و یکی دیگر از آنها زمین‌های رسی‌تر می‌باشد. زمین‌های رسی خشک فشار هر یک سانتیمترشان ۵ کیلومتر می‌باشد؛ اما زمین‌هایی که تر هستند به دلیل وجود آب فراوان قدرت تحمل زیادی در هر یک سانتی‌متر ندارند.

شما باید برای اینکه این زمین‌ها را جهت ساخت‌وساز انتخاب کنید به بهترین نحو ممکن آنها را پی‌ریزی نمایید. مقاومت مجاز زمین برای ساختمان‌های مختلف تقریبی می‌باشد. چرا که تعیین مقاومت مجاز به عوامل زیادی بستگی خواهد داشت.

به‌طورکلی برای انتخاب‌کردن این زمین‌ها جهت ساخت‌وساز باید با افرادی که در زمینه ساخت سازه‌های ساختمانی تخصص دارند مشورت کنید تا آنها هر نکته‌ای که نیاز است به شما اعلام نمایند. در این صورت با خیال راحت ساختمان‌سازی را انجام می‌دهید.

5. مهم‌ترین خصوصیات زمین مناسب برای ساختمان‌سازی

با این اوصاف متوجه شدیم که چه نوع خاک و زمینی برای ساختمان‌سازی مناسب است؛ اما چگونه می‌توان از میان گزینه‌های موجود، بهترین مورد را انتخاب کرد. به عبارت بهتر در این بخش می‌خواهیم مهم‌ترین ویژگی‌های یک زمین مناسب برای ساختمان‌سازی را مورد بررسی قرار دهیم که عبارت‌اند از:

• سازگاری با اهداف اجرای طرح

مهم‌ترین ویژگی بهترین زمین برای ساختمان‌سازی، تناسب باهدف شما از اجرای یک پروژه است. برای مثال اگر قصد ساخت یک ساختمان تجاری و اداری را دارید که روزانه رفت‌وآمد زیادی خواهد داشت، نیاز است که یک زمین با مقدار مقاومت زیاد انتخاب کنید که در برابر ارتعاشات مقاوم باشد. علاوه بر این، ساختمان‌های مسکونی هم باید در زمین‌های مقاوم‌تری مانند زمین‌های شنی ساخته شوند تا بتوانند در برابر بلایای طبیعی هم به‌خوبی مقاومت کنند. بااین‌حال، ساختمان‌های مربوط به دامداری یا کاشت گیاهان، شرایط خاص خود را دارند که باید در زمان انتخاب زمین، در نظر گرفته شوند.

• داشتن موقعیت مکانی خوب

از دیگر مشخصات بهترین زمین برای ساختمان‌سازی، داشتن موقعیت مکانی خوب بر اساس نوع ساختمان است. برای مثال، داشتن دسترسی مناسب و جای پارک کافی، برای مجتمع‌های مسکونی و تجاری اهمیت بسیار زیادی دارد. علاوه بر این، ساکت بودن محیط و داشتن دسترسی به خیابان‌های اصلی یا امکانات شهری هم برای ساختمان‌های مسکونی بسیار حائز اهمیت است و باید در زمان انتخاب زمین در نظر گرفته شوند. همچنین باید دقت کنید که برای ساخت زمین ممکن است نیاز به رفت‌وآمد خودروهای سنگین باشد؛ در نتیجه باید بتوانید فضای کافی را برای این خودروها فراهم کنید تا فرایند ساخت دچار اشکال نشده و آسیبی به ساختمان‌های دیگر وارد نشود.

• دسترسی داشتن به تجهیزات مورد نیاز

یکی دیگر از ویژگی‌های زمین مناسب برای ساختمان‌سازی و آپارتمان‌سازی این است که به امکاناتی مانند برق، آب و گاز دسترسی داشته باشد. علاوه بر این، باید تاحدامکان به مراکز فروش مصالح نزدیک باشد تا هزینه‌های حمل‌ونقل شما کاهش پیدا کند. همچنین نیاز است که امکاناتی مانند سیستم بهداشتی، دفع زباله و مرکز خرید در نزدیکی زمین واقع شده باشد تا از بروز هرگونه مشکلی در طی فرایند ساخت‌وساز یا پس از ساخته شدن ساختمان، جلوگیری شود.

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

شناخت ویژگی‌های بهترین زمین برای ساختمان سازی قبل از خرید زمین و اقدام برای ساخت و ساز بسیار اهمیت دارد. در غیر این صورت شما ناچار هستید که هزینه و زمان زیادی را بر روی آن سرمایه گذاری کنید و در نهایت هم ممکن است به هدف خود نرسید. پس حتما قبل از خرید، موقعیت مکانی زمین را به خوبی بررسی کرده و از سازمان‌های حقوقی مربوطه مانند شهرداری استعلام بگیرید. همچنین مواردی مانند آب و هوای منطقه، نوع خاک، همسایگان، نقشه‌های هوایی و دسترسی‌های زمین را بررسی نمایید تا بتوانید بر اساس اهداف خود، مناسب‌ترین گزینه را انتخاب کنید.

جهت آشنایی کامل با “طبقه‌بندی انواع زمین در خاکبرداری” به جزوه “پی پیشرفته” و جهت آشنایی بیشتر با قوانین و ضوابط مربوط به این مقاله به “فصل سوم نشریه 55” در پکیج “نظام فنی و اجرایی” در بخش گنجینه فایل وب‌سایت مراجعه فرمایید.