صفر تا صد عمق گمانه از دیدگاه مبحث هفتم
همه‌ی سازه‌ها در نهایت بر روی بستر خاکی و یا سنگی زمین متکی می‌شوند، پس ضروریست که در هنگام ساخت، اطلاعات مناسبی از این بستر داشته باشیم؛ گمانه‌زنی یکی از راه‌هایی میباشد که می‌توانیم از آن برای رسیدن به اطلاعات زمین ساخت، برسیم. در مقاله " صفر تا صد عمق گمانه از دیدگاه مبحث هفتم" قصد داریم تا همه‌ی بندهای مربوط به محاسبه عمق گمانه ها از دیدگاه مبحث هفتم را به طور کامل تشریح کنیم. با نشر نوآور همراه باشید...
گمانه:
گمانه، حفاری در زمین به منظور شناخت خواص مهندسی خاک میباشد. حفاری می‌تواند به صورت دستی با رعایت مسائل فنی و ایمنی خاص و یا با ماشین حفاری انجام شود.
آموزش مبحث هفت
عمق گمانه ها:
طبق بند7-2-3-2-1-7، عمق گمانه‌های مورد نیاز باید بیش از عمقی باشد که افزایش تنش ناشی از بار ساختمان در آن عمق به کمتر از هر یک از سه معیار زیر برسد، هر عمقی بیشتر شد ملاک میباشد:
- عمقی که تنش وارده از پی به زمین از ۱۰ درصد تنش مؤثر موجود ناشی از وزن زمین در آن عمق کمتر شود.
- عمقی که تنش ناشی از پی به زمین به ۱۰ درصد مقدار تنش خالص ساختمان در تراز پی خود کاهش یابد.
- درهرصورت عمق گمانه‌ها نباید از عرض ساختمان کمتر باشد.
تحلیل بند7-2-3-2-1-7:
عمق گمانه‌ها در این حالت باید بیشترین مقدار دو عمق زیر باشد:
- عمقی که افزایش تنش ناشی از بار ساختمان به کمتر از 10 درصد تنش موثر زمین در آن عمق برسد.(در این مقاله، این عمق، با نماد h نشان داده میشود)
- عمقی که افزایش تنش ناشی از بار ساختمان به کمتر از 10 درصد تنش ناشی از ساختمان بر کف پی برسد.(در این مقاله، این عمق، با نماد d نشان داده میشود)
به طور مثال این دو عمق را با فرض اینکه یک پی نواری به عرض B داشته باشیم محاسبه می‌کنیم.
نحوه محاسبه h:
در مکانیک خاک به یاد داریم که یکی از روش‌های محاسبه تنش در عمق دلخواه، روش تقریبی هست که در این روش سطح مفروض که بار روی آن اعمال میشود را با فرض توزیع تنش 2 به 1 در نظر می‌گیریم؛ در شکل زیر که یک پی نواری به عرض B در نظر گرفته شده است، اگر بخواهیم اضافه تنش ناشی از سرباری به اندازه q را در عمق Z محاسبه کنیم، بنا به روش ذکر شده مساحت صفحه ای که بار روی آن اثر می‌کند برابر B + Z، می باشد و با داشتن مساحت به راحتی تنش محاسبه میشود.
حال که ما تنش را در هر عمق دلخواهی می‌توانیم بدست بیاوریم. برای عمق گمانه در این حالت، عمقی را می‌خواهیم که این تنش حساب شده توسط رابطه تقریبی، حداکثر 10 درصد تنش موثر زمین در آن نقطه شود، یعنی:
در نهایت با حل معادله بالا به یک جواب برای Z می‌رسیم که این به عنوان h میباشد. دقت شود که در این مقاله روند برای پی نواری توضیح داده شده است. و برای پی‌های مستطیلی و دایره‌ای و حالات دیگر نیز به همین صورت باید مساحت اثر را حساب کرده و با ده درصد تنش موثر زمین در آن نقطه برابر قرار دهیم. تا به مقدار h برسیم. حال به محاسبه مقدار d می‌پردازیم.
نحوه محاسبه d:
منظور از d عمق حباب تنش است.
حباب تنش:
فرض کنید یک پی سطحی به عرض B تحت اثر بارگسترده یکنواخت q قرار دارد. طبیعتا هر چه عمق خاک بیشتر شود تنش کمتری از سربار q به آن عمق می‌رسد. همچنین در یک عمق مشخص، هر چه از مرکز پی دورتر شویم مجددا تنش کمتری به آن نقاط می‌رسد. به این ترتیب می‌توانیم به حباب‌های تنش مختلفی مثل 70%، 40% و 10% برسیم.
حباب تنش 10 درصد طبق تعریف، مکان هندسی مجموعه نقاطی است که 10 درصد فشار سربار q به آنها می‌رسد. حباب تنش 10 درصد ملاک تعیین نشست خاک زیر پی است.
همچنین عمق حباب تنش برای سه پی دایره‌ای، مربعی و نواری به ترتیب برابر 3.8B، 2.2B، 1.8B میباشد. که با این توضیحات واضح است که مقدار d در این مثال که پی نواری درنظر گرفته‌ایم، برابر 3.8B میشود.
** پس عمق گمانه‌ای که از این بند بدست می‌آید، برابر بیشینه دو مقدار h و d میباشد که نحوه محاسبه هر کدام، توضیح داده شد.
حال به سراغ حالت دیگر می‌رویم، یعنی اگر ظرفیت باربری خاک تعیین کننده باشد، عمق گمانه چگونه محاسبه میشود.
در بندهای بالا که توضیح دادیم، منظور از B عرض ساختمان یا عرض پی میباشد که باید در دو حالت مختلف درباره آن قضاوت کنیم.
- ساختمان با پی منفرد: اگر فاصله لب به لب دو پی مجاور بیشتر از مجموع عرض آن دو پی باشد، B را عرض یک پی در نظر گرفته و در غیر این صورت عرض کل ساختمان به عنوان B تعیین میشود.
تحلیل 1:
با توجه به شکل زیر که مربوط به یک ساختمان با پی منفرد میباشد، اگر فاصله لب به لب دو پی مجاور که در شکل با x نشان داده شده است از مجموع عرض دو پی یعنی B1 + B2، بیشتر باشد، در این صورت B همان عرض پی میباشد. که در اینجا برای اینکه حالت کلی در نظر بگیریم، یکی از پی ها عرض بیشتری نسبت به دیگری دارد ( B1 > B2 ) و در این حالت B را برابر عرض پی بزرگتر در نظر می گیریم. یعنی B1، چون در جهت اطمینان، عمق بیشتری را به منظور شناسایی خاک به ما می‌دهد. حال اگر فاصله لب به لب دو پی مجاور( x ) از مجموع عرض دو پی یعنی B1 + B2، کمتر یا مساوی باشد، در این صورت B همان عرض کل ساختمان میباشد.
در انتها نکاتی را که باید در تعیین عمق گمانه رعایت شود، ذکر می شود:
- اگر احداث ساختمان با گودبرداری همراه باشد، عمق گود به عمق گمانه بدست آمده در بندهای قبلی باید اضافه شود.
تحلیل 1:
مثلا در یک ساختمان با توجه به بندهای قبلی، عمق گمانه برابر 15 متر محاسبه شده است. ولی در این ساختمان به اندازه 10 متر نیز گودبرداری شده است، لذا در این حالت عمق گمانه را 10 + 15 یعنی 25 متر اعلام می کنیم.
2. حفر حداقل یک چاه دستی جهت مشاهده بافت خاک در هر پروژه ضروری است. عمق چاه دستی حداکثر تا سطح آب زیرزمینی میباشد. این چاه دستی علاوه بر تعداد حداقل گمانه‌ها حفر میشود.
3. اگر قبل از رسیدن به عمق نهایی گمانه به بستر سنگی برخورد شود عمق گمانه می‌تواند کمتر شود. نفوذ حداقل سه متر در بستر سنگی ضروری است.
4. درصورتی‌که در گمانه به نهشته‌هایی که برای پی مناسب نیستند (از قبیل خاک دستی و نباتی) برخورد شود عمق گمانه باید توسط یک متخصص ژئوتکنیک ذیصلاح تعیین گردد.
5. براب پی‌های عمیق یا شمع‌ها، گمانه‌ها و آزمایش‌های نفوذ با سایر آزمایش‌های برجا باید تا عمقی صورت گیرد که شناسایی شرایط زمین با اطمینان کافی حاصل شود. این عمق معمولاً تا چهار برابر قطر شمع (4D) برای یک شمع علاوه بر طول شمع ادامه پیدا می‌کند. برای گروه شمع به اندازه (2B) شمع پایین‌تر از نوک شمع‌ها گسترش داده شود(B عرض گروه).
بخش مربوط به گمانه ها یکی از بخش های مهم مبحث هفتم در آزمون های نظام مهندسی بوده است و توصیه می شود برای فهم بهتر بندهای این مبحث، کتاب " شرح و درس آزمون های نظام مهندسی مبحث هفتم " مطالعه شود.
موفق باشید
انتشارات نوآور
ناشر تخصصی کتاب‌های نظام مهندسی
[product id="8381"]
سلام ممنون از توضیح خوب شما
مقدار q در محاسبات را چطور میشود بدست اورد؟
سلام . مقدار q همان سربار هست و در فرمول نوشته شده در مقاله، اثر این سربار را در عمق زمین به عنوان اضافه تنش وارده نشان می‌دهد