بررسی فصل اول کتاب بهسازی خاک Soil Improvement
در این مقاله و سری مقاله های بعدی به بررسی کتاب بهسازی خاک Principles and Practice of Ground Improvement -JIE HAN پرداخته خواهد شد. این مقاله شامل بررسی فصل ۱ کتاب بهسازی خاک (Soil Improvement) مذکور بوده که به بررسی و معرفی انواع روش های بهسازی خاک ( جت گروتینگ، ستون اختلاط عمیق خاک، ستون شنی، ستون سنگی و …)، خاک‌های مسئله دار و … به طور خلاصه معرفی می گردند.
فصل اول این کتاب که با عنوان مقدمه نوشته شده است، بیشتر به کلیات پرداخته است و به بحث پیرامون تعریف مسئله در حوزه بهسازی خاک پرداخته و معضلات و مشکلات را معرفی نموده است. سپس به صورت کلی انواع روش‌های بهسازی خاک و نحوه طبقه بندی آنها را بیان نموده و در ادامه نحوه انتخاب روش‌های بهسازی مناسب بر مبنای پارامترهای مختلف پرداخته است در قسمت انتهایی این فصل نیز به بحث پیرامون ملاحظاتی که باید در طراحی روش‌های مختلف بهسازی خاک و همچنین کنترل کیفی این روش‌ها در نظر گرفته شود پرداخته شده است. در انتها نیز به اجمال پیشرفت های اخیر در بحث بهسازی خاک و همچنین چشم انداز آن بحث شده است.
در ادامه این مقاله به بررسی فصل ۱ کتاب بهسازی خاک JIE HAN پرداخته می‌شود.
۱-مقدمه
با پیشرفت تمدن و شهرنشینی، تقاضا برای استفاده از زمین به منظور زندگی بهتر و حمل و نقل گسترش یافته است و تعداد خانه ها ساختمان تجاری، ساختمان های اداری بلند مرتبه بزرگراه ها، راه آهن ها، تونل بند ها و سد های خاکی بیشتری به صورت مداوم ساخته خواهد شد. از آنجایی که زمین‌های ساخت این سازه ها با شرایط ژئوتکنیکی مناسب به مرور کاهش خواهد یافت، نیاز به استفاده از زمین های نامناسب یا تا حدی نامناسب برای ساخت و ساز افزایش خواهد یافت. از این رو مهندسین ژئوتکنیک با معضلات و چالش هایی نظیر ضعف باربری، نشست های زیاد چه به صورت کلی و چه به صورت نسبی ، عدم پایداری، روانگرایی، خوردگی و توراش آب مواجه شده اند. برای حل این شرایط ژئوتکنیکی مسئله ساز راه حل های زیر امکان پذیر است:
۱-پرهیز از ساخت و ساز در محل
۲-طراحی ابر سازه ها
۳-حذف و جایگزینی خاک های مسئله دار با خاک های بهتر
۴-بهیود خواص خاک و شرایط ژئوتکنیکی
(Hausmann, 1990) با توجه به موارد فوق بر اهمیت بهبود خواص خاک و شرایط ژئوتکنیکی روز به روز افزوده می شود.
بهسازی خاک به بخش مهمی از کاربرد ژئوتکنیک تبدیل شده است. اصطلاحات بسیاری در دبایت فنی برای بهسازی خاک استفاده شده است، مثل بهبود خاک (Soil Improvement) ، اصلاح خاک (Ground Treatment)، پایدارسازی خاک (Soil Stabilization)، تصحیح خاک (Ground Modification). اصطلاح “بهسازی خاک” (Ground Improvement) شایع‌ترین اصطلاح استفاده شده در ادبیات و کاربرد بوده و در کتاب معرفی شده نیز از این اصطلاح استفاده شده است.
۲-خاک ها و شرایط مسئله دار
۲-۱-خاک های مسئله دار
ژئومتریال ها (Geomaterials) شامل انواع مواد استفاده شده باری کاربردهای ژئوتکنیکی استفاده می شوند که شامل ژئومتریال های طبیعی، فرآوری شده یا ساخته شده و ژئوتریال های بهسازی شده می شود. O’Neil and Rose 1999
در شکل ۲ خاک های مسئله دار و معضلات احتمالی آنها را نشان می دهد.
۲-۲-شرایط و مصالح ژئوتکنیکی مسئله دار
معضلات ژئوتکنیکی ممکن است به واسطه طبیعت یا توسط انسان ایجاد شود. شرایط طبیعی شامل شرایط زمین شناسی، هیدرولیکی، آب و هوایی مثل زلزله، غارها، سیل باد و چرخه‌های انجماد از این جمله این مواردند.
شرایط ژئوتکنیکی بخشی از شرایط زمین شناسی هستند که نزدیک به سطح زمین هستند و با ساخت و سازهای و فعالیت های انسان در ارتباط اند، سطح بالای آب زیرزمینی، بستر سنگی شیبدار و شیب‌های تند طبیعی نمونه ای از این مسائل هستند.
فعالیت های انسان بیشتر شامل سازهای زیر زمینی و روزمینی که شرایط ژئوتکنیک خاک را تغییر می دهند، که سبب بروز مشکلاتی برای پروژه ها می گردند گودبرداری ، تونل سازی کوبش شمع، کاهش سریع سطح آب زیرزمینی و .. را می توان مثال زد.
۳-معضلات ژئوتکنیکی و گسیختگی ها
معضلات ژئوتکنیکی معومل شامل مشکل ظرفیت برابری، نشست های زیاد کلی و نسبی، بلند شدگی زمین، عدم پایداری، روانگرایی، خوردگی و نشت آب می شود. مبنای تئوری و دلایل برای این معضلات ژئوتکنیکی در جدول شکل ۳ آورده شده است.
۴-روش‌های بهسازی خاک و طبقه بندی آنها
در این بخش ابتدا به تاریخچه بهسازی خاک می پردازد. سپس عنوان می کند که روش‌های بهسازی خاک از زمان باستان مورد استفاده قرار می گرفته است.
برای مثال در حدود ۶۰۰۰ سال پیش در چین ستون هایی از جنس چوب برای برای کمک به ستون ها در زمین کوبیده می‌شدند.
در ادامه در مورد روش های جدید بهسازی خاک بحث می‌کند. وی معتقد است که این روش های جدید بهسازی خاک از دهه ۲۰ قرن بیستم (۱۹۲۰) به کار گفته شدند.
برای مثال به استفاده از زهکش های قائم ماسه ای برای افزایش سرعت تحکیم خاک های ریز دانه اشاره می‌کند. این روش در سال ۱۹۲۵ مطرح شد. و در سال ۱۹۲۶ توسط Daniel D. Moran در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت.
در ادامه Jie Han به بحث در ارتباط با نحوه طبقه بندی روش های مختلف بهسازی خاک می پردازد.
به عنوان مثال به تحقیقات یک موسسه آمریکایی اشاره می کند که ۴۶ روش بهسازی خاک را معرفی کرده اند.
در ادامه روش های مختلف طبقه بندی روش های بهسازی خاک پرداخته شده است (شکل ۵).
کتاب حاضر از طبقه بندی Ye et al 1994 استفاده نموده است. که شامل موارد زیر می باشد.
۱-جایگزینی خاک
۲- تراکم عمیق خاک
۳- زهکشی و تحکیم
۴-مسلح سازی
۵- روش های گرمایی
۶-تثبیت شیمیایی
در شکل ۶ مزایا و معایب کاربرد روش های بهسازی خاک که مورد بررسی قرار گرفته اند، آورده شده اند.
برای دانلود کتاب بهسازی خاک Principles and Practice of Ground Improvement – JIE HAN اینجا گلیک کنید