تاثير تراکم خاک هاي زراعي بر نفوذ پذيري و کارايي

تعداد120 صفحه  درword

تاثير تراکم خاک هاي زراعي بر نفوذ پذيري و کارايي

برای بهبود عملکرد خاک های مسئلهدار نظیر خاکهای با باربری کم، نشست پذیری زیاد، خاک های باقابلیتروانگرایی،خاک های دستیوغیرهدوراهحلپیشرویمهندسینژئوتکنیکقراردارد. یکیبهسازیواصلاحخاکودیگریبکارگیریالمانهایباربردرخاکموردنظرمیباشد.علاوه براین افزایش روز افزون جمعیت و به دنبال آن افزایش نیاز به ساخت و ساز و اجرای پروژه های عمرانی مختلف از یک سو و محدودیت زمین های مناسب جهت احداث سازه های مورد نیاز از سوی دیگر باعث پیدایش روشهای مختلفی برای هر دو دسته به منظور مقاوم سازی و بهبود شرایط زمین شده است.آنچه که باعث می شود یک روش بر روش دیگر برتری یابد پارامترهای اقتصادی، شرایط و مشکلات اجرائی، امکانات موجود و محدودیت های زمانی، مکانی و .. می باشد. از نظر مهندسي زماني يك ساختگاه ايده آل و مناسب است كه خاك مقاومت برشي و ظرفيت باربري خوبي داشته باشد، خاك در مقابل بارهاي وارده نشست هاي آني و تحكيمي كمي داشته باشد، دامنه تغييرات حجمي انبساطي خاك يا تغييرات حجمي انقباضي خاك در حد معقولي باشد كه كاربري سازه را مختل ننمايد، ساختگاه مورد نظر از نظر اجرايي مشكل خاصي نداشته باشد. مهندسين طراح معمولا براي انتخاب بهينه نوع شالوده مورد نياز و طراحي آن از روند تصميم گيري مشخصي پيروي ميكنندكه عبارتست از شالوده سطحي، بهبود ابعادي شالوده سطحي، روش هاي بهسازي خاك و شالوده عميق.

بهسازي خاك به منظور افزايش ظرفيت باربري و كاهش نشست پذيري خاك صورت مي پذيرد. بر اساسديدگاه هاي مختلف مي توان روشهاي بهسازي خاك را طبقه بندي كرد. انتخاب روش مناسب برای بهسازی در یک سایت مشخص از درجه اهمیت بالایی برخوردار است و بسته به شرایط پروژه اعم از محل اجرا، سازه های مجاور، تکنولوژی های ساخت، اقتصاد پروژه و غیره. بطور كلي روش هاي بهسازي خاك به سه گروه اصلي تراكم، تسليح و تثبيت تقسيم بندي مي شودكه تراكم و تسليح از جمله روش هاي فيزيكي و تثبيت خاك جزء روش هاي شيميايي اصلاح خاك است. در تثبيت با افزودن يك ماده خارجي به منظور چسباندن ذرات خاك كه نتيجتا باعث افزايش مقاومت و تراكم پذيري وكاهش نفوذپذيري آن مي شود، استفاده ميگردد. معمول ترين اين مواد افزودني عبارتند از : آهك، سيمان،قير، نرمه خاكستر و ديگر مواد شيميايي.

با توجه به روش هاي متعدد اصلاح خاك، تنها چندين روش را مي توان به عنوان بهترين و اقتصادي ترين طرح انتخاب كرد. برخي محدوديت هاي اقتصادي و محيطي سبب مي شود كه گاهي برخي روش هاي تراكم و تثبيت مناسب نباشد. در اين شرايط استفاده از المان هاي ستوني به عنوان جايگزيني مناسب براي اغلب مواقع قابل استفاده است. يكي از اين روش ها كه در سالهاي اخير در نهشته هاي سست و خاك هاي ريزدانه مورد استفاده قرارگرفته اند ستون هاي سنگي مي باشند.ايده اصلي اين روش كاهش نيروي وارد برخاك نرم بدون تغييراساسي در ساختارخاك مي باشدكه باعث كاهش تراكم پذيري خاك و افزايش ظرفيت باربري و مقاومت برشي زمين اصلاح شده ميگردد.ستون هاي سنگي به صورت گسترده در كاهش نشست و افزايش ظرفيت باربري خاك زير سازه هايي مانند مخازن ذخيره سازي مايعات، خاكريزها، پي هاي گسترده، سازه هاي سبك و … مورد استفاده قرار گرفته است. از ديگر كاربردهاي ستون سنگي، افزايش پايداري شيرواني ها، كاهش نشست هاي نسبي، كاهش پتانسيل روانگرايي و افزايش سرعت تحكيم و كاهش زمان تحكيم است.

تاکنون تحقیقات آزمایشگاهی و مطالعات تئوری متعددی درارتباط با اصلاح خاکهای ریزدانه سست با انواع ستون های سنگی صورت گرفته است. هدف عمده این تحقیقات بهسازی واصلاح پارامترهای ژئوتکنیکی خاک های ریز دانه سست، افزایش باربری وکاهش نشست آنها در اثر بارهای وارده بوده است. همچنین روابط متعددی جهت تخمین ظرفیت باربری ارائه گردیده است. این تکنیک در بیشتر کشورهای اروپایی در زمینه های مختلفیگسترش پیدا کرد.درایران این روش برای نخستین بار با استفاده از روش کوبیدنی اجرا و ازسال 1383 تکنیک های ارتعاشی ساخت ستون های سنگی به ایران وارد شد. در کشورما ایران، در بسیاری از نقاط، ساختمان هایی با تعداد طبقات کم بر روی خاک های ریزدانه سست ساخته می شوندکه اصلاح این خاک ها با روش های مرسوم بسیار پرهزینه بوده و اقتصادی نمی باشد. به همین منظور استفاده از ستون های سنگی به علت در دسترس بودن مصالح مورد نیاز با هزینه بسیار کم وکارآیی مناسب بسیار اقتصادی می باشد.

یکی از بزرگترین معایب استفاده از ستونهای سنگی درخاکهای مسئله دار این است که چنانچه خاک مورد نظر بسیار سست باشد، به دلیل غالب شدن فشار وارده از جانب شکم دهی ستون بر خاک احاطه کننده، ستون سنگی دچار گسیختگی می شود. به منظور افزایش کارایی ستونهای سنگی، از ژئوگرید و ژئوتکستایل به عنوان پوشش تقویت کننده مناسب برای ستونها استفاده می گردد، زیرا آنها دارای مقاومتکششی بالا و قفل شدگی قابل توجهی در ساختار شبکه خود هستند. درسال های اخیر، تحقیقات وسیعی بر روی استفاده از انواع ژئوسنتتیک ها به عنوان مهاری برای ستون های سنگی انجام شده است. این تحقیقات نشان می دهد که استفاده ازژئوتکستایل برای تسلیح ستون های سنگی باعث افزایش ظرفیت باربری، کاهش نشست و جلوگیری از شکم دهی بیش از حد ستون می گردد.