توجه به خواص هیدرولیکی، فیزیولوژیکی و مکانیکی خاکی که قرار است عملیات ساخت‌وساز روی آن انجام گیرد، بسیار مهم و ضروری است. زیرا عدم مرغوبیت این ماده منجر به اخلال در عملیات گودبرداری، صرف هزینه‌های اضافه و نهایتا ترک خوردگی یا ریزش ساختمان میشود. به همین علت است که طبق قوانین ساخت و ساز، تمامی سازه‌ها باید روی خاک قوی و پایدار ساخته شوند. باتوجه به اهمیت این موضوع، ما در این مقاله از گروه مهندسی «سروین» قصد داریم به بررسی انواع خاک در ساختمان سازی بپردازیم.
خاک چیست و چه نوع خاکی برای ساخت و ساز مناسب است؟
خاک از نظر علمی ماده‌ای سست است که سطح زمین را پوشانده و از ترکیب ذرات معدنی، مواد آلی و میکرو ارگانیسم‌ها تشکیل شده‌است. خاک‌ها از نظر خواص مکانیکی و شیمیایی مانند: رنگ، بافت، تخلخل، ساختار، هوادهی، ترکیبات سمی و … متفاوت از هم هستند. طبق گفته منبع معتبر maramani، بهترین انواع خاک در ساختمان سازی دارای ویژگی‌های زیر است:
- پایداری و تحمل بار: خاک مناسب برای ساخت‌وساز باید قدرت تحمل وزن سازه را داشتهباشد و در شرایط جوی مختلف پایداری خود را حفظ نماید.
- زهکشی خوب: بهترین خاک برای ساخت‌وساز باید قادر به جذب آب و مایعات باشد تا بتواند در برابر فرسایش و رواناب‌ها مقاومت کند.
- عدم تغییر حجم: انبساط یا انقباض ذرات خاک در فصول مختلف سال، منجر به صدمات فیزیکی مختلف به ساختمان میشود. بنابراین، خاک خوب برای ساختمان سازی نباید دچار تغییر حجم شود.
- ترکیبات متعادل: خاک خوب باید ترکیب متعادلی از انواع مواد شیمیایی مفید را در فرمولاسیونش داشتهباشد تا بتواند در برابر تنش‌های محیطی مختلف مقاومت نماید.
معرفی انواع خاک در ساختمان سازی
استحکام خاک به خصوصیات فیزیکی آن بستگی دارد. در زیر به بهترین انواع خاک برای ساخت‌وساز اشاره می‌کنیم:
۱.خاک رس
خاک رس یکی از رایج‌ترین انواع خاک‌ها در صنعت ساخت‌وساز است که عموما از ذرات ریز و نرمی مثل سیلیس و آلومینا تشکیل شده‌است. خاک رس نه تنها دارای خواص عایق حرارتی عالی است و به حفظ دمای سازه در هوای گرم کمک میکند، بلکه نیاز به تهویه مطبوع را نیز کاهش می‌دهد. به همین دلیل، در مناطق گرمسیر عملکرد بسیار خوبی دارد، اما واقعیت این است که خاک رس به دلیل تمایل به جابه‌جایی در هنگام خشک یا مرطوب شدن، خاک ایده‌آلی برای ساختمان سازی به شمار نمی‌آید. این خاک وقتی خیس میشود، حالت چسبناک پیدا کرده و به خوبی زهکشی نمی‌شود.
خاک رس به خاطر خاصیت پلاستیسیسته بالا، حتی برای استفاده در ساخت فونداسیون سازه‌های بنیادی نیز مناسب نیست و در میان انواع خاک در ساختمان سازی، به عنوان گزینه‌ای ناپایدار شناخته میشود. استفاده بدون اصلاح از این خاک، باعث ایجاد شکاف و طبقات نابرابر در ساختمان می‌گردد. به همین علت، برای ساخت پایه روی خاک رسی، نه تنها باید به روش‌های اصلاحی مانند تثبیت خاک یا کنترل رطوبت تقویت شود، بلکه زمین هم باید عمیق‌تر حفر گردد تا پایداری آن افزایش یابد.
۲.خاک ماسه رسی یا لوم
خاک لوم، به دلیل داشتن ترکیبات متعادلی از: ماسه، سیلت، گل و رس، جزو بهترین انواع خاک در ساختمان سازی است. خاک لومی را خاک کشاورزی نیز می‌نامند، زیرا از نظر مواد مغذی بسیار غنی و حاصلخیز است. خاک لوم معمولا جابه‌جا، منبسط یا منقبض نمی‌شود. این خاک مرغوب به خوبی رطوبت را جذب نموده و با سرعت یکنواخت خشک میشود. در نتیجه، به خوبی زهکشی میشود و بهترین گزینه برای پی‌های ضدآب و سد‌ها به شمار می‌آید. خاک لوم پایداری ساختاری خوبی را ایجاد نموده و تضمین میکند که ساختمان‌ها و سایر سازه‌ها کمتر به طور ناهموار ته‌نشین شوند. این امر خطر ترک‌ها و سایر مسائل سازه‌ای را در طول زمان کم کرده و در کاهش هزینه ساختمان سازی نقش دارد. با این حال، قبل از قرار دادن ساختار روی خاک لوم، حتما باید از نظر وجود ذرات یا مواد تجزیه نشده به خوبی فیلتر شود.
۳.خاک سیلت
این خاک دانه ریز، حاصل ترکیباتی چون: کوارتز، شن، ماسه، سنگ نارس، گل و مواد معدنی است. خاک سیلت تخلیه ضعیفی دارد و به راحتی توسط جریان آب جابه‌جا میشود. به همین علت، نه تنها هیچ تکیه گاهی برای ساختمان ایجاد نمی‌کند، بلکه آن را تحت فشارهای مکرر و طولانی مدت نیز قرار می‌دهد. از خاک سیلت برای ثبیت زیرساخت پروژه‌های راه‌‌سازی و به عنوان ماده‌ای برای تهیه بتن و ملات استفاده می‌کنند. ضعف‌های ساختاری سلیت باعث شده تا به عنوان یکی از ضعیف‌ترین خاک‌ها در میان انواع خاک در ساختمان سازی شناخته شود. با توجه به این موضوع، احداث هرگونه سازه بزرگ روی خاک سیلت، مغایر با اصول ایمنی در ساخت و ساز است.
۴.خاک ماسه‌ای
خاک ماسه‌ای از تجزیه سنگ‌های خاصی مانند: گرانیت، کوارتز و سنگ آهک به وجود می‌آید. این خاک از نظر مواد مغذی، فقیر است. دانه‌های درشت شن و ماسه باعث شده تا این نوع خاک قابلیت زهکشی و نفوذ پذیری بالایی داشتهباشد. ذرات ماسه می‌توانند به مرور زمان اصطکاک خود را از دست داده و شسته شوند. هنگامی که خاک شن و ماسه شسته میشود، شکاف‌هایی در زیر فونداسیون ایجاد می‌گردد و ساختمان را در معرض خطر قرار می‌دهد. به همین علت، سازندگان برای استفاده از خاک ماسه‌ای در پروژه‌های مختلف مانند پروژه سردار جنگل، معمولا آن را با دیگر انواع خاک در ساختمان سازی ترکیب می‌کنند، زیرا همانطور که گفتیم، ماسه از میزان تراکم، مقاومت فشاری و پایداری کمی برخوردار است.
۵.خاک شنی
خاک شنی را می‌توان به عنوان محبوب‌ترین انواع خاک در ساختمان سازی معرفی کرد. این خاک از قابلیت زهکشی بسیار بالایی برخوردار است و به خوبی می‌تواند آب را از خود عبور دهد. دانه‌های درشت شن در برابر تغییرات دمایی بسیار مقاوم هستند، در نتیجه می‌توان از این نوع خاک در مناطق جغرافیایی مختلف و در پروژه‌های گوناگون مانند پروژه فردوس استفاده کرد. خاک‌های شنی کمتر دچار تغییر حجم می‌شوند. بنابراین، خطر جابه‌جایی و ترک خوردگی را کاهش می‌دهند. خاک شنی گزینه‌ای عالی برای پایه‌گذاری ساختمان‌هاست، زیرا می‌تواند فشارهای ساختاری را به خوبی تحمل کند.
جمع بندی
انواع خاک از نظر خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت هستند. به همین علت، قبل از هر نوع اقدام برای ساخت‌وساز ابتدا باید با قابلیت‌ها، مزایا و معایب انواع خاک در ساختمان سازی آشنا شوید، زیرا انتخاب خاک مناسب بر ایمنی، پایداری و طول عمر ساختمان تأثیر مستقیم می‌گذارد. خاک رس، خاک ماسه‌ای، خاک شنی، خاک سیلت و خاک لوم، جزو رایج‌ترین انواع خاک در صنعت ساخت‌وساز هستند که در میان آن‌ها خاک لوم و خاک شنی از محبوبیت بیشتری برخوردار می‌باشند.
سوالات متداول
خاک مناسب برای ساختمان سازی چه ویژگیهایی باید داشتهباشد؟
بهترین خاک برای ساختمان سازی باید ترکیبات متعادلی داشتهباشد، در مقابل تحمل بار مقاوم باشد، دچار تغییر حجم نشده و به راحتی زهکشی شود.
کدام نوع خاک برای ساختمان سازی مناسب است؟
انتخاب بهترین خاک در ساختمان سازی به نیازهای خاص پروژه، شرایط جغرافیایی و بودجه تعیین شده بستگی دارد، اما در میان انواع مختلف خاک، خاک لوم و خاک شنی از محبوبیت بیشتری برخوردار هستند.
خاک لوم چه ویژگیهایی دارد؟
دارای ترکیبات متعادل است، به خوبی زهکشی میشود، معمولا تغییر حجم نمیدهد و پایداری ساختاری مطلوبی را ایجاد میکند.