به منظور بهره‌برداری و استفاده از خاک یک منطقه جهت پروژه های ساختمانی شامل: ساخت و ساز خانه‌های مسکونی، هتل‌ها، مجتمع یا ساختمان‌های اداری و تفریحی، نیاز داریم تا از تخصص‌های مهمی که در این زمینه اهمیت فراوانی دارند استفاده کنیم. یکی از این دانش‌ها آزمایش تراکم خاک است. خاک متشکل از مواد آلی و معدنی است که در نتیجه تخریب سنگ‌ها نسبت به هوازدگی و فرسایش به وجود می‌آید. در مناطق گوناگون بر اساس شرایط محیطی ترکیب خاک ها با هم متفاوت است و بر مبنای شکل ظاهری خاک نمی‌توان متوجه مواد تشکیل دهنده آن شد.

آزمایش تراکم خاک ساختمان عبارت از آزمایشی است که در آن به بررسی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک‌ می‌پردازند. افرادی متخصص با استفاده از تجهیزات مخصوص اقدام به گرفتن نمونه‌هایی مشخص از محل مورد نظر می‌کنند و سپس با انتقال نمونه‌ها به آزمایشگاه، به اجرای آزمایش خاک مشغول می‌شوند. این ویژگی‌ها عبارت از مقاومت برشی، میزان تحمل بار، اسیدیته، میزان نفوذ، دانه‌بندی خاک، حدودی خمیری، گرانروی ویژه و دانسیته خاک هستند. در نهایت پس از انجام این آزمایش‌ها، گزارشی تهیه‌ می‌شود که ویژگی‌های خاک مورد نظر در آن ذکر‌ می‌شود و تیپ خاک هم تعیین‌ می‌شود.

انواع متفاوت خاک
بهتر است کمی در رابطه با انواع مختلف خاک صحبت کنیم و دسته‌های متفاوت آن را بیشتر بشناسیم:

زمین‌های سنگی: بیشتر در مناطق کوهستانی و در دامنه‌ی کوه‌ها قرار دارند و از تخته سنگ‌های بسیار بزرگ تشکیل شده‌اند که برای ساخت و ساز خیلی مناسب نیستند.

زمین‌های مخلوط: این نوع از زمین‌ها از خاک رُس، سنگ درشت و شن ایجاد شده‌اند. در هنگام آزمایش تراکم خاک این دسته از زمین‌ها در صورتی که کاملا به هم فشرده باشند برای پروژه های ساختمانی بسیار مناسب هستند.

زمین‌های رُسی: در صورتی که خشک، بی‌آب و فشرده باشند برای پروژه های ساختمانی مناسب هستند و تحمل فشار را دارند اما اگر آب‌دار و مرطوب باشند تحمل فشار را ندارند.

زمین‌های ماسه‌ای: معمولا این دسته خاک ها نزدیک دریا هستند، چنانچه ماسه خشک و فشرده باشد توان ساختمان یک طبقه‌ای را دارد اما اگر ماسه مرطوب و آب‌دار باشد متأسفانه قادر به تحمل پی‌ها نبوده و خسارت به بار خواهدآورد.

زمین‌های دجی: این نوع از خاک معمولا به رنگ‌های متنوعی یافت می‌شود که جنس‌شان از شن‌های ریز و درشت و به هم پیوسته است. معمولا این خاک ها بعد از انجام آزمایش تراکم خاک مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند و مناسب پروژه های ساختمانی هستند.

زمین‌های بی‌فایده: باتلاق‌ها و جنگل‌ها خاک مناسبی جهت استفاده ندارند مگر این‌که آن‌قدر کنده شوند تا به سطحی سفت و مقاوم رسید.

آزمایش زمین
برای این‌که پروژه های ساختمانی با مشکل مواجه نشوند، باید حتما خاک را آزمایش کرد و مطمئن شد که این سطحِ محکم و سفتی که به آن رسیده‌اند لایه‌ای نازک نبوده و قابلیت این را دارد که ساختمانی چند طبقه بر روی آن بنا شود و همچنین از مقاومت لازم برخوردار است. در این زمان پی کنی، پی سازی و بعد از آن  شفته ریزی را شروع می‌کنند.

پس در ابتدا باید از خاک محل احداث پروژه های ساختمانی نمونه‌برداری انجام شود. برای نمونه‌برداری می‌بایست گمانه (چاهک‌) هایی در زمین محل احداث ساختمان حفر شود و نمونه‌ها از عمق‌های مختلف برداشته شوند. برای اطمینان از صحت نمونه‌گیری، باید از فرآیند نمونه‌برداری و  انجام آزمایش صحرایی (SPT) در هر مرحله فیلم برداری شود. ( این فیلم‌ها جزو مدارکی است که باید به سازمان نظام مهندسی ارائه گردد.)

تقسیم‌بندی خاک ها

مهندسان درگیر با مکانیک خاک یک سیستم دسته‌بندی ساده تهیه کرده‌اند که نشان‌دهنده مشخصات یک نوع خاک معلوم است. سیستم دسته‌بندی خاک مبتنی بر تعیین نوع خاک است که خود وابسته به مشخصات پلاستیکی و بافت خاک است. خاک ها معمولا در طبیعت به صورت ترکیب با ذرات دیگر یافت می‌شوند. درصد شن، ماسه و ریزدانه‌ها و همین‌طور شکل دانه‌ها مهم هستند.

1- نوع اول تیپ خاک: رده خاک های درشت دانه‌ی متراکم و بسیار سخت (بسیار خوب)

2- نوع دوم تیپ خاک: رده خاک های درشت دانه همراه با مقادیری ریزدانه رُسی (خوب)

3- نوع سوم تیپ خاک: رده خاک های غالب ریزدانه رُسی همراه با درشت دانه (متوسط)

4- نوع چهارم تیپ خاک: رده خاک های ریزدانه رُسی خالص (ضعیف)

با تعیین تیپ خاک محل پروژه های ساختمانی ، می‌توانیم نیرویی  را که زلزله بر ساختمان وارد می‌کند را بسنجیم و اندازه ایمنی خاک را متوجه شویم.

بررسی خاک های سطحی
بررسی خاک های سطحی با هدف تعیین موارد زیر انجام می‌شود. این کار برای ساخت و ساز الزامی است.

سطح سفره‌های آب

وجود خاک های مشکل‌دار: کود گیاهی، رُس نرم، گل‌ولای یا ماسه‌های خیس

سنگ‌های نزدیک به سطح (که برای حفاری باید منفجر شوند)

زباله یا خاک دستی

علائم نشان‌دهنده لغزش یا فرونشست

علائم بیرونی نشان‌دهنده شرایط خاک
ساختمان های مجاور: نیاز به شمع‌زنی

برون‌زد یا رخنمون سنگ: نشان‌دهنده‌ی خوب بودن سنگ بستر به لحاظ باربری و مقاومت در برابر یخ‌زدگی و سخت بودن حفاری

آب (دریاچه): نشان‌دهنده‌ی بالا بودن سطح سفره آب‌های زیرزمینی و نیاز به آب‌بندی فونداسیون

زمین مسطح: عملیات راحت، باربری خوب و زهکشی ضعیف

شیب‌های ملایم: عملیات راحت و زهکشی خوب

زمین محدب (برآمدگی): سخت بودن خاک

زمین مقعر (گودی):  نرم و مرطوب بودن خاک

زمین با شیب تند: حفاری پرهزینه، پتانسیل فرسایش و خاک های لغزنده

درختان: درختان کم نشان‌دهنده خیس بودن خاک و درختان بزرگ نشان‌دهنده‌ی زمین سخت

چرا خاک ها را قبل از انجام پروژه های ساختمانی آزمایش می‌کنیم؟
در شهر‌های مختلف و با توجه به زمین‌شناسی متفاوت منطقه، انجام آزمایش می‌تواند ضروری باشد یا نباشد. به عنوان مثال در شهری مانند تهران برای سازه‌ها و پروژه های ساختمانی که در شش طبقه احداث‌ می‌شوند و زیربنای بیش از ۲۰۰۰ متر دارند ضروری است. ناگفته نماند که این آزمایش برای ساختمان‌سازی در شهر تهران یک و نیم تا دو ماه زمان نیاز دارد. آزمایش تراکم خاک یکی از ملزومات پیش از ساخت سازه‌های بلند است. با انجام این آزمایش تیپ خاک تعیین‌ می‌شود و میزان مقاوم‌سازی سازه در برابر زلزله به تیپ خاک زیر ساختمان بستگی دارد. این آزمایش شامل نمونه‌برداری زمینی و آزمایش صحرایی و آزمایشگاهی است که در نهایت گزارشی از نتیجه آزمایشات انجام گرفته به کارفرما ارائه‌ می‌شود.

امیدواریم خواندن این مطلب برای شما کاربردی و مفید واقع شود. چنانچه تمایل داشتید می‌توانید مقاله دیگر سایت در خصوص آشنایی با اصول طراحی نقشه ساختمانی سازی را مطالعه نمایید.