و هم چنین با افزایش میزان آب، افزایش حجمی نیز در خاک رس رخ می دهد و خاک متورم می شود.
این ازدیاد حجم می تواند حتا یک ساختمان را از روی زمین بلند کند،
به ویژه در مناطق خشک این اتفاق بیشتر رخ می دهد. (مانند برج پیزا)
- یکی از دلایل عمده نشست ساختمان ها و به وجود آمدن ترک در آن ها
جذب آب توسط خاک زیرین ساختمان است و میزان آن بستگی به مقدار خاک رس زمین دارد
به طوری که هر چه میزان خاک رس بیشتر باشد، امکان فرو رفتن غیر متجانس ساختمان در خاک
و در نتیجه افزایش ترک ها، بیشتر می گردد.
- در صورت رسیدن رطوبت به خاک تپه ها و کوه ها، مقاومت خاک کم شده و تپه ها و کوه ها ریزش می کنند.
انواع زمین ها از نظر جنس و دانه بندی
زمین ها از نظر جنس و دانه بندی به هشت گروه تقسیم می شود.
- زمین شن بوم: مخلوطی از شن و ماسه و لای، با کم و بیش دانه های قلوه سنگ است.
که بهترین نوع آن دارای دانه بندی پیوسته می باشد و می توان آن را به آسانی متراکم کرد. - زمین شن زار: دارای حدود 3/2 شن است و ماسه و لای بسیار کمی دارد.
آب روی این زمین ها باقی نمی ماند و فرو می رود. - زمین ماسه زار: دارای حدود 3/2 ماسه است. این زمین ها غرقاب و متراکم می شوند.
- زمین خاکی: دارای 3/2 ماسه و حدود 3/1 خاک رس و لای می باشد و قابل تراکم است.
- زمین رسی و گل آهکی: زمین گل آهکی 40 تا 70 درصد وزنش گرد سنگ آهک و 25 تا 60 درصد آن خاک رس است.
زمین رسی 3/2 خاک رس و 3/1 ماسه دارد. خشک این زمین قابل بارگذاری است،
ولی در صورتی که آب بمکد باد کرده و خمیری می شود. - زمین لایی: 3/2 آن لای است و ماسه کمی دارد، چسبندگی نه دارد و تراکم پذیر نیست و قابلیت بارگذاری نیز ندارد.
- زمین لجنی: 3/2 آن لای است و ماسه آن کم است، خاک نباتی دارد که آن را تیره کرده است و قابل ساختمان سازی نیست.
- زمین خاکی دستی: از تجمع نخاله های ساختمانی و یا خاک حاصل از خاکبرداری
و حتا زباله به وجود می آید و ساختمان سازی به هیچ عنوان بر روی آن توصیه نمی شود.
ساختمان سازی تنها بر روی 4 گروه نخست زمین ها (شن بوم، شن زار، ماسه زار، خاکی) توصیه می شو
انواع زمین ها از نظر کندن و جابجایی
زمین ها از نظر کندن و جا به جایی به پنج گروه تقسیم می شوند.
- زمین بیلی: با بیل برداشته می شود و فاقد چسبندگی است.
مانند ماسه، شن و خرده سنگ. - زمین پا بیلی: که با بیل و فشار پا کنده می شود و نیاز به کلنگ نه دارد.
مانند شن و ماسه خاکدار مسیل ها و زمین زراعی. - زمین کلنگی: که با کلنگ کنده می شود. این نوع زمین قابلیت ساختمان سازی دارد.
در این زمین ها باید ، بدنه گود کنده شده در زمین به صورت عمودی باقی به ماند. - زمین دج: با کلنگ یا پنک یا کمپرسور کنده می شود
و در اصل شن بومی است که دانه های آن به هم دیگر چسبیده اند. - زمین سنگی: به چهار دسته تقسیم می شوند:
1- سنگی سست. 2- نیم سخت. 3- سخت. 4- خیلی سخت.
کندن و جا به جا کردن این زمین ها با دیلم و پنک و کمپرسور و مواد منفجره امکان پذیر است
و قابل ساختمان سازی هستند.
- رطوبت بر مقاومت خاک ها تاثیر به سزایی دارد
و چنانچه از حد معینی مقدار آن افزایش یابد خاک متورم می شود.
انواع خاک از نظر نحوه تشکیل
- خاک های بر جا :
خاک هایی هستند که در مورد آن ها حمل و نقلی انجام نه گرفته است،
این نوع خاک در اثر هوازدگی به وجود آمده است.
- خاک های حمل شده :
خاک هایی هستند که از محلی به محل دیگر منتقل شده اند و خاک های یکنواختی نیستند.
انواع خاک از نظر ابعاد ذرات :
این تقسیم بندی بر مبنای ریزی و درشتی دانه های خاک انجام می گیرد.
- خاک رس : اندازه ذرات خاک رس از یک هزارم میکرون تا دو میکرون می باشد.
- لای : اندازه ذرات خاک لای از 2 میکرون تا 6 میکرون می باشد.
- ماسه : اندازه ذرات ماسه از 60 میکرون تا 2 میلیمتر می باشد
- شن : اندازه ذرات شن از 2 میلیمتر تا 6 سانتیمتر می باشد
شناخت خاک
- خاک های چسبنده:
در این نوع خاک ها نیروی چسبندگی بین دانه ها باعث نگهداری دانه ها روی هم می شود. (مانند خاک رس) - خاک های غیر چسبنده:
در این نوع خاک ها نیروی اصطکاک بین دانه ها باعث نگهداری دانه ها روی هم می شود. (مانند: ماسه، لای، شن)
- لای در حالت غیر اشباع، دارای چسبندگی قابل ملاحظه ای است
ولی در صورت غوطه ور شدن در آب چسبندگی خود را از دست می دهد.
شناخت خاک و پوسته زمین (و زمین محل ساختمان)
مواد و مصالح ساختمانی از "پوسته زمین" به دست می آید.
درباره پوسته زمین چه می دانید ؟
لایه های زمین
لایه های زمین به 3 قسمت تقسیم می شوند:
1- پوسته زمین: ضخامت متوسط پوسته زمین 33 کیلومتر است.
(ضخامت پوسته زمین در زیر اقیانوس ها و دریا ها 10 کیلومتر و در کوه ها 60 کیلومتر است
که به طور متوسط ضخامت پوسته زمین را 33 کیلومتر در نظر می گیرند.)
2- گوشته زمین:
گوشته ی زمین از 33 کیلومتری زمین تا عمق 2900 کیلومتری ادامه دارد.
گوشته زمین از سیلیکات های منیزیم و آهن تشکیل شده است.
3- هسته زمین:
هسته ی زمین از عمق 2900 کیلومتری تا مرکز زمین (6378) ادامه دارد.
هسته زمین از آهن و نیکل تشکیل شده است.
عناصر موجود در پوسته زمین
عناصر موجود در پوسته زمین:
قسمت بالای پوسته زمین از سنگ های گرانیت و گرانودیوریت تشکیل شده است
و دارای مقدار زیادی سیلیسیم و آلومینیم می باشد
و قسمت زیرین آن از بازالت تشکیل شده است که دارای سیلیسیم و منیزیم است.
حدود 88% پوسته زمین از اکسید سیلیس SiO2 حدود 18/60% و اکسید آلومینیم Al2O3 حدود 61/15%
و اکسید کلسیم CaO و اکسید آهن (Fe2O3, FeO) تشکیل شده است.
جرم مخصوص پوسته زمین به طور متوسط 7/2 تا 8/2 گرم بر سانتیمتر مکعب است.
تقسیم بندی مواد و مصالح از نظر منشا و مواد اولیه
تقسیم بندی مواد و مصالح از نظر منشا و مواد اولیه
مواد و مصالح ساختمانی از نظر منشا و مواد اولیه به دو گروه
- مواد معدنی
- مواد آلی
تقسیم می شوند.
مواد معدنی
الف- مواد معدنی: مواد و مصالح معدنی به دو دسته طبیعی و غیر طبیعی تقسیم می شوند.
- مواد و مصالح معدنی طبیعی: این مواد مستقیمن از طبیعت بدون هیچ تغییری در خواص آن ها به دست می آیند.
مانند: شن ، ماسه ، خاک رس ، سنگ و ... - مواد و مصالح معدنی غیر طبیعی (یا ساخته شده): این مواد پس از استخراج از طبیعت به صورت مخلوط یک یا چند ماده تحت عمل گداختن و پخت قرار می گیرند و خواص اولیه آن ها تغییر می کند.
مانند: گچ ، آهک ، سیمان ، فولاد ، آجر ، کاشی ، سرامیک ، شیشه ، فولاد ، چدن و ...
تقسیم مواد و مصالح معدنی از نظر نوع و ترکیب کانی های تشکیل دهنده آن ها
به دو گروه زیر تقسیم می شوند:
- مواد و مصالح معدنی فلزی: مانند فولاد ، چدن ، آلومینیم و ...
- مواد و مصالح معدنی غیر فلزی: مانند کچ ، سیمان ، آهک ، آجر ، شیشه و ...
مواد آلی: به دو دسته طبیعی و غیر طبیعی تقسیم می شوند.
- مواد و مصالح آلی طبیعی: این مواد مستقیمن از طبیعت بدون هیچ تغییری در خواص آن ها به دست می آیند.
مانند: چوب - مواد و مصالح آلی غیر طبیعی (یا ساخته شده): مانند چوب پنبه ، رنگ ، چسب ، قیر ، پلاستیک ، آسفالت و ...
شناخت زمین محل ساختمان
شکل ظاهری زمین نمی تواند بیان کننده مواد متشکله خاک در اعماق آن باشد.
مهندس طراح قبل از هر چیز می باید زمین محل ساختمان را مورد آزمایش قرار دهد
و از اجزا آن در لایه های مختلف مطلع گردد.
تجزیه دانه بندی خاک از نظر اندازه و درشتی و تعیین نسبت وزنی آن ها
با یک دگیر را تجزیه و تحلیل دانه بندی خاک گویند.
- ظروف نگهداری نمونه خاک دارای ابعاد 30x20x20 سانتی متر می باشد
- حفاری زمین باید تا رسیدن به خاک خوب ادامه یابد.
- بهترین روش نمونه برداری، برداشت نمونه از ابتدا تا انتهای چاه می باشد.
- زمین های لغزشی دارای قشر رسی در زیر خاک رویی می باشند
که پس از مرطوب شدن آن قشر رویی به حرکت در می آید. - شناسایی زمین زیر ساختمان برای پی بردن به وجود حفره ها ، مسیر قنات ها ، چاه ها و مانند این ها ضروری است.
دانه بندی خاک بر حسب اندازه
- تخته سنگ ( ابعاد بیش از 20 سانتیمتر )
- قلوه سنگ ( ابعاد بین 6 تا 20 سانتیمتر )
- شن ( ابعاد 2 میلیمتر تا 6 سانتیمتر)
- ماسه ( ابعاد 06/0 تا 2 میلیمتر )
- سیلت ( ابعاد 002/0 تا 06/0 میلیمتر )
- خاک رس ( ابعاد کمتر از 002/0 میلیمتر )