الزامات ژئوتکنیکی

شناسایی نوع زمین

 لازمه طراحی هر سازه که برروی زمین قرار می گیردشناخت کافی از شرایط زیرسطحی و خصوصیات لایه های زمین زیر آن

است . این شناخت با روش های زیر به دست می آید:

-مطالعه نقشه هایی زمین شناسی منطقه

-کسب اطلاعات فنی و پی سازی از وضعیت سازه های موجود

-کسب اطلاعات ژئوتکنیکی از برش های موجود در لایه های خاک

-اخذ گزارش مطالعات ژئوتکنیکی مرتبط با دو ساختمان در طرفین زمین مورد نظر که با فاصله کمی از آن قرار گرفته اند

-انجام مطالعات ژئوتکنیکی خاص در رمین مورد نظر متناسب با اهمیت ساختمان و ارتفاع آن

کسب حداقل شناخت از لایه های زمین ضروری می باشد لکن درجه شناخت مورد نیاز متناسب با اهمیت ساختمان و

شرایط ژئوتکنیکی محل تعیین می گردد.

برای ساختمانهای با اهمیت کم و آن دسته از ساختمان های با اهمیت متوسط که تا 4 سقف و یا حداکثر 12 متر از روی

شالوده ارتفاع دارند در صورتی که سطح انها از 300 متر مربع تجاوز نکند با مطالعه نقشه های زمین شناسی و بررسی

نحوه ساخت ساختمانهای مجاور و گزارش ژئوتکنیکی آنها بررسی مقاطع موجود می توان در مورد لایه های خاک توسط یک

متخصص با تجربه اظهار نظر نمود بدیهی است در این مورد چنانچه شواهداز وجود نوع زمین در محل وجود داشته باشد

انجام مطالعات ژئوتکنیکی در زمین مورد نظر الزامی است .

برای سایر ساختمانهای با اهمیت متوسط و همچنین ساختمانهای با اهمیت زیاد و بسیار زیاد انجام مطالعات ژئو تکنیکی در

محل مورد نظر به صورت انبوه سازی یا شهرک سازی باشد لازم است مطالعات ژئوتکنیکی در محل مورد نظر انجام می

شود چنانچه در مراحل ساخت ساختماننیاز به گود برداری ایجاد دیوار حائل و یا شیب تند باشد و یا مشخصات ژئوتکنیکی

لایه زیرسطحی منجر به نشست زیاد لغزش سنگ ریزش یا روانگرایی گردد و همچنین چنانچه خاک خاصیت فروریزشی و یا

تورم داشته باشد و یا سطح آب زیرزمینی بالا باشد لازم است مطالعات زئوتکنیکی در محل مورد نظر انجام شود .

مطالعات ژئوتکنیکی شامل حفاری نمونه گیری دست نخورده و دست خورده آزمایش های درجا نظیر آزمایش نفوذ استاندارد

و دانسیته برجا آزمایش های فیزیکی و مکانیکی بر روی خاک به دست آمده در آزمایشگاه و تجزیه و تحلیل نتایج و نتیجه

گیری در مورد وضعیت ژئوتکنیکی زمین مورد نظر می باشد بدیهی است کلیه عملیات فوق باید بر اساس استانداردهای

موجود و با دقت کافی انجام شود و درمورد بعضی نتایج مانند استانداردتصحیحات لازم اعمال گردد.

برای زمین هایی که مطالعات ژئوتکنیکی کافی تشخیص داده نشود لازم گردد.برای زمین هایی که مطالعات ژئوتکنیکی

کافی تشخیص داده نشود لازم است علاوه بر مطالعات ژئوتکنیکی مطالعات ژئوفیزیکی نیز به منظور تعیین سرعت موج

برشی در لایه های مختلف خاک انجام شود.

ناپایداری های زمین ناشی از زلزله

ناپایداری های زمین ناشی از زلزله می تواند شامل روانگرایی گسترش جانبی زمین لغزش فرو نشست و گسلش باشد .

روانگرایی

کاهش مقاومت و یا سختی برشی خاک به دلیل افزایش فشار آب منفذی ناشی از زلزله در خاک های ماسه ای اشباع

که باعث ایجاد تغییر شکل های دائمی مهم یا ایجاد شرایطی نزدیک به تنش موئر صفر در خاک می شود به عنوان

روانگرایی شناخته می شود .زمین هایی که حداقل دارای یکی از شرایط زیر باشند مسیعد روانگرایی تشخیص داده می

شوند و لازم است مطالعه خاص آن زمین انجام شود.

الف – سابقه روانگرایی در آنها وجود داشته باشد .

ب – زمین هایی که از نوع خاک ماسه ای با تراکم کم اعم از تمیز یا رس دار با مقدار رس کمتر از 20 درصد یا دارای لای یا

شن بوده و تراز سطح آب زیرزمینی در آنها نسبت به سطح زمین کمتر از حدود 10 متر باشد.

ج – منحنی دانه بندی خاک داخل محدوده مستعد روانگرایی باشد.

در مواردی که لایه خاک مورد نظر دارای حداقل یکی از موارد زیر باشد می توان از بررسی وقوع روانگرایی صرف نظر کرد .

الف – ماسه محتوی بیش از 20 درصد رس

ب – ماسه محتوی بیش از 35 درصد لای به طور همزمان

ج – ماسه تمیز

ضمنا" مواقعی کهخا ک ماسه ای و اشباع در عمقی بیش از 20 متر از سطح زمین قرار دارد فقط برای ساختمان های با

شالوده سطحی می توان از ارزیابی استعداد روانگرایی صرف نظر کرد .

ارزیابی استعداد روانگرایی

به منظور ارزیابی استعداد روانگرایی لازم است مقادیر نسبی تنش برشی تناوبی ناشی از زلزله و نسبت مقاومت برشی

تناوبی خاک موجود محاسبه و مقایسه شود این مقایسه باید با تعیین ضریب اطمینان در برابر روانگرایی به دست می آید.

نسبت تنش برشی تناوبی ناشی از زلزله در لایه های خاک طبق روابط موجود در ایین نامه هاای  ملی و در صورت موجود

نبودن از آیین نامه های ملی و در صورت موجود نبودن از آیین نامه های معتبر شناخته شده به دست می آید نسبت

مقاومت برشی تناوبی خاک موجود بر حسب نظر طراح و شرایط پروژه با استفاده از آزمایش های نفوذ استاندارد نفوذ

مخروطی سرعت موج برشی و بر اساس ضوابط آیین نامه های ملی یا بین المللی معتبر محاسبه می گردد.

چنانچه ضریب اطمینان به دست آمده کمتر از یک باشد خاک مستعد روانگرایی است و اثر آن ممکن است موجب ناپایداری

پی و سازه متکی بر آن شود به این دلیل بایستی ایمنی مناسب بهسازی زمین یا انتقال بار به وسیله پی های عمیق به

زیر لایه روانگرا تأمین گردد.

گسترش جانبی

در زمین های مستعد روانگرایی که دارای شیب ملایم بوده و یا دارای بوده و یا دارای یک وجه آزاد نظیر زمین های منتهی

به کانال های زهکش نهرها و رودخانه ها و یا ساحل دریا باشند احتمال  وقوع گسترش جانبی وجو دارد گسترش جانبی

می تواند موجب جابجایی های بزرگ در زمین گردد. جهت ارزیابی استعداد و مقدار جابجایی ناشی از گسترش جانبی می

توان حداقل از یکی از سه رویکرد تحلیلی تجربی و یا عددی استفاده نمود . طراحی لرزه ای پی و یا تنش های ناشی از آن

مقادیر مجاز مربوط بههر سازه فراتر نرود علاوه بر طراحی مقاوم پی ساختمان طراحی لرزه ای سازه و پی مربوط باید در

سه حالت زیر انجام شود و نتایجی که بزرگ ترین اثر را مشخص می کند در طراحی پی و سازه اعمال شود .

حالتی که فرض می شود گسترش جانبی اتفاق خواهد افتاد .

حالتی که فرض می شود تنها روانگرایی اتفاق خواهد افتاد

حالتی که فرض می شود هیچکدام از روانگرایی و گسترش جانبی اتفاق نخواهد افتاد در این صورت بایستی در طراحی

برای خاک و یا از طیف حاصل از مطالعات ویزه ساختگاهی بدون در نظر گرفتن وقوع روانگرایی استفاده نمود. در حالاتی که

اثر گسترش جانبی در طراحی پی های سطحی و عمیق در نظر گرفته می شود .

روشهای کاهش خطرهای ناشی از روانگرایی و گسترش جانبی می توان سه راهکار را در نظر گرفت

الف – تمهیدات سازه ای

ب – تمهیدات زئوتکنیکی

ج – تغییر محل ساختگاه

زمین لغزش

ارزیابی زمین لغزش باید بر اساس بر آورد میزان و خطر وقوع آن با استفاده از مظالعات ژئو تکنیک و شناسایی نوع زمین

لغزش احتمالی صورت گیرد برای احداث ساختمان در بالا و پایین یا روی شیب هر گونه خاک برداری و یا خاک ریزی بر روی

آن باید همراه با تحلیل و بررسی پایداری شیب در شرایط زلزله باشد در صورت نیاز با استفاده از مطالعات ویزه تحلیل و

بررسی پایداری شیب در زلزله باشد در صورت نیاز با استفاده از مظالعات ویزه شامل بررسی های زمین شناسی

مهندسی ، ژئوفیزیکی حفر گمانه با تعداد و عمق مناسب آزمایش های صحرایی و آزمایشگاهی و تحلیل پایداری شیب

تمهیدات لازم برای پایدارسازی  شیب و جلوگیری از وقوع زمین لغزش تأمین گردد. در صورت احداث ساختمان در بالا یا روی

شیب ظرفیت باربری  پی و پایداری  موضوعی شیب نیز باید تأمین گردد جهت انتخاب ساختگاه در مناطق شیب دار باید

توجه ویژه ای به شرایط نامطلوب زیر در خصوص پایداری شیب ها معطوف شود .

*ریخت شناسی مناطق لغزشی یا مستعد لغزش شامل تو پوگرافی سطحی ناهموار شیب های ناپایدار و مناطقی که در

اطراف آن تغییرات شیب قابل توجه وجود دارد.

*وجود قله ها و خط الرأس ها لبه های پرتگاه و کناره های رودخانه و سواحل در معرض فرسایش و خاک ریزهای متراکم

نشده.

*وجود لایه های ضعیف در پنجه شیب ها

*افزایش شیب دامنه های موجود ایجاد شیب های جدید و هر گونه خاک برداری از پنجه شیب ها

*شیب های واقع در مناطق دارای رطوبت و بارندگی زیاد

* وجود دامنه های سنگی با ناپیوستگی های ممتد و نامطلوبی که شیبی کمتر از شیب دامنه دارند .

ارزیابی پایداری شیب ها به منظور بررسی استعداد زمین لغزش

در مواردی که توپوگرافی سطحی و لایه بندی خاک نا منظمی شدید نداشته باشد پاسخ زمین های شیب دار به زلزله طرح

می تواند با استفاده از تحلیل شبه استاتیکی ساده شده محاسبه گردد در غیر اینصورت باید از روش های تحلیل دینامیکی

نظیر المان محدود یا مدل بلوک صلب لغزنده و دیگر روش ها استفاده گردددر آنالیز شبه استاتیکی نیروهای اینرسی لرزه

ای طرح که بر توده خاک وارد می شوند باید محاسبه گردد.

 فرو نشست

در صورتی  که ساختگاه مورد نظر بر روی گشودگی های زیر زمینی بزرگ نظیر غارهای کارستیک مغارهای نیروگاه و

ایستگاه های مترو معادن و تونل هایی با دهانه بزرگ قرار داشته باشد احتمال فرو ریزش سقف این فضاهای زیرزمینی بر

اثر زلزله وجود دارد موجب فرو نشست زمین و آسیب رسیدن به سازه خواهد شد در صورت وجود چنین بازشدگی های

زیرزمینی در زیر سازه باید مطالعات خاص برای اطمینان از ایمنی سازه انجام شود و در صورت لزوم تمهیدات لازم برای

جلوگیری از اسیب دیدن سازه ناشی از فرو نشست زمین در نظر گرفته شود حفرات زیر سطحی که امکان ناپایداری آنها در

اثر زلزله وجود دارد می توانند با یکی از موارد زیر مرتبط باشند :

_ قنات ها

– حفرات و فضاهای زیر زمینی شامل ایستگاه های مترو تونل های کم عمق معادن زیر زمینی چاه ها و کوره های

فاضلاب و نظایر آنها

-حفرات و غارهای زیر زمینی طبیعی

-حفرات به وجود آمده ناشی از آب شستگی دانه های خاک بر اثر ترکیدگی لوله های آب نفوذ آبهای سطحی و نظایر آن

شناسایی حفرات زیر سطحی

برای شناسایی حفرات زیر سطحی  می توان از روش های شناسایی مختلف از جمله حفر گمانه و یا روش های ژئوفیزیکی استفاده کرد شناسایی قنات های فعال و تونل های تدسیسات شهری باید بر اساس  مدارک موجود انجام گیرد تعیین نوع خاک و عمق قرارگیری و قطر حفره زیر سطحی به منظور بررسی پایداری آن الزامی است .

گسلش

جابجایی ناشی از گسلش در سطح زمین می تواند موجب آسیب به سازه ها گردد در پهنه های گسلی به ویژه گسل

های اصلی اجتناب از ساخت ساختمان به ویژه ساختمان های با اهمیت بسیار زیاد اکیدا" توصیه می شود از این رو لازم

است کلیه سازندگان بنا در این پهنه ها بیش از ساخت اقدام به شناسایی گسلش سطحی کرده و در صورتی که زمین

شناس گسلش سطحی با جابجایی عمده ای را تشخیص داد ضوابط مربوط به پهنه های با جابجایی عمده بر اساس آیین

نامه های ملی یا بین المللی معتبر مصوب رعایت گردد.

کاربری زمین های شهری حتی الامکان باید به نحوی انجام شود که محدوده های پهنه های گسل های اصلی به کاربری

های  کم خطر و یا کم تراکم نظیر فضای سبز .معابر فضاهای ورزشی و تفریحی با سازه های سبک اختصاصی یابد . در

پهنه ها احداث آنها با انجام مطالعات و اعمال تمهیدات ویژه مجاز می باشد . پهنه های گسلی در برگیرنده تغییر شکل

های عمده در محدوده اطراف گسل ها می باشد که برای گسل های اصلی پهنه گسل های اصلی نامگذاری می شوند .

گسل های اصلی گسل هایی هستند که طول آنها بیش از ده کیلومتر است .در صورتی که در پهنه های گسل های

اصلی در مواردی جا به جایی عمده وجود داشته باشد این محدوده با نام پهنه با جابه جایی عمده تعریف می شود.

بزرگ نمایی ناشی از توپوگرافی

افزایش نیروی طراحی لرزه ای در بررسی پایداری شیب ها و طراحی سازه های واقع بر شیب ها یا نزدیک آنها باید طریق

ضریب بزرگنمایی توپوگرافی برای شیب های با ارتفاع بیش از 30 متر و با زاویه میانگین بیش از 15 درجه صورت گیرد در

تحلیل پایداری شیب ها ضریب بزرگ نمایی توپوگرافی در مقدار K ضرب می گردد.حداقل مقادیر ضریب بزرگ نمایی

توپوگرافی در پایداری شیب ها و طراحی سازه های واقع بر یا نزدیک شیب ها ارائه گردیده است .این ضریب بزرگ نمایی

فقط در ثلث فوقانی ارتفاع شیب ها اعمال می گردد. 

دیوار نگهبان خاک

برای تحلیل و طراحی دیوارهای نگهبان زیر زمین اطراف ساختمان ها و دیوارهای نگهبان اطراف ساختمان در این استاندارد

میتوان از روش شبه استاتیکی با انتخاب ضریب زلزله مناسب استفاده نمود . ضریب فشار جانبی لرزه ای خاک وارد بر دیوار

نگهبان مجاور سازه ها باید به صورت یکی از حالات زیر تعیین می گردد.

الف – دیوار نگهبان کاملا" متصل به سازه و بدون قابلیت جابجایی

ب – دیوار نگهبان کاملا" مجزا از سازه و با قابلیت جابجایی جهت فعال شدن فشار خاک پشت دیوار

ج – بخشی از دیوار در زیر تراز پایه به صورت متصل به سازه و بخشی از آن مجزا و با قابلیت جابجایی است .

این شرایط معمولا" در زمین های شیب دار و یا ساختمان هایی که وجوه مقابل آن نمی توانند به طور متقابل و متعادل در

زیر تراز پایه قرار گیرند پیش می آید در این صورت بخش پایین تر از تراز پایه بر اساس بند الف و بخش فوقانی آن مطابق بند

ب فوق طراحی می گردند . در صورتی که بنا به عللی بخش فوقانی که نمی تواند با دیوارمقابل خود در ساختمان فشار

متقابل و متعادل را داشته باشد کاملا" متصل به سازه ساخته شود فشار خاک وارده بر این قسمت از دیوار در حالت وقوع

زلزله مطابق بند الف محاسبه خواهد شد .