گزارش تخصصی زمین شناسی مهندسی
در هر پروژه مهندسی که سازهای روی زمین یا زیرزمین اجرا میشود، نیاز پایهای آن بررسیهای زمینشناسی مهندسی است تا مهندس طراح از ویژگیهای زمینشناسی ساختگاه آگاه شده و به پرسشهای او از خطرات احتمالی و اهمیت آنها پاسخ داده شود. نمونهای از نتیجه زمینشناسی مهندسی در واشنگتن میباشد. این بررسیها در سه فاز انجام میشود. این سه فاز با عنوان فازهای پیش شناخت(صفر)، اول و دوم نامگذاری شدهاند.
در مرحله اول، فاز پیششناخت (فاز صفر) انجام میگیرد تا مهندسان مشاور کارهای کارشناسی دقیقتر و طراحی آن را انجام دهند و به اجرا بگذارند. در این مرحله، یک یا چند گزینه پیشنهاد میشود تا بهترین و ایمنترین آنها برای اجرا انتخاب شود. پس از پذیرش کار و آغاز مرحله دوم(فاز اول و دوم)، کارهای زمینشناسی مهندسی در دو بخش پایهای انجام میگیرد:
الف) عملیات سطحی که بیشتر شامل بررسی مغزهها حاصل از حفر گمانه است
ب) کارهای دفتری شامل نگرش سیستمی به برداشتهای سطحی برای ساماندهی نقشهها و نیمرخهای زمینشناسی مهندسی و گزارش آن است که این کارها با همکاری دیگر گروههای طراح مانند ژئوتکنیک، آبشناسی و لرزهخیزی انجام میشود.
گزارشهای زمینشناسی مهندسی باید دربرگیرنده همه بررسیهای انجام شده بر پایه شرح خدمات باشد. نقشهها، پروفیلها، اندازهگیریها، نتیجه آزمایشها، نگارهها و نظایر آنها باید همراه گزارش ارائه شوند. حداقل موارد مورد مطالعه در مطالعات زمینشناسی مهندسی عبارتند از:
1) توصیف انواع سنگ و خاک و تعیین ویژگیهای توده سنگ و سازندهای خاکی
2) بررسی حدود گسترس لایههای خاکی و سنگی دارای پتانسیلهای مختلف حرکت
3) تشریح موقعیت جغرافیایی
4) تعیین مشخصات هندسی شامل شیب، امتداد و ضخامت لایههای سنگی
5) ارزیابی پایداری و تعیین شیب مجاز شیروانی، ترانشه و خاکریز و ارائه پیشنهادهای لازم در خصوص افزایش پایداری شیبهای کنار جاده سرویس
6) مخاطرات زمینشناسی ناشی از خط لوله
7) ارزیابی، طبقهبندی و تشریح خصوصیات مورولوژیکی مسیر خط لوله و تاسیسات طرح و امکان با توجه به شیب زمین به نواحی پست و هموار و تپه ماهوری
8) شناسایی زمینلغزشهای قدیمی یا محلهایی که بالقوه مستعد لغزش هستند و ارائه روش-های جلوگیری از آن جهت بهرهبرداری کوتاه و بلندمدت
9) تعیین کلیه مسیرهای خط لوله از مناطق باتلاقی، شورهزار و مردابی عبور می-کنند
10) بررسی خصوصیات فرسایشپذیری واحدهای خاکی و سنگی به خصوص در سطح ترانشه و خاکریز وتدابیر لازم جهت تثبیت آنها
11) شناسایی محلها جریانهای سطحی و زیرسطحی که موجب ناپایداری زمین میشوند و ارائه راهحل جهت زهکشی و دور کردن آب از محل و تثبیت جاده سرویس
12) ارزیابی خصوصیات لرزهخیزی منطقه و تاثیر زلزله در مسیر و تدابیر لازم جهت عدم آسیبدیدگی خط لوله و تاسیسات وامکان مذکور در طرح
13) شناسایی گسلها، شکستگیها و گسیختگیها در شعاع مناسب و ارزیابی پتانسیل فعالیت آنها و ارائه تمهیدات لازم جهت حداقل کردن آسیبها و خطرات (تعیین زاویه عبور خط لوله از گسل فعال)
14)اریابی پتانسیل روانشدگی در تاسیسات، مسیر خط لوله، جادههای سرویس و دسترسی
15) تعیین محل احداث آبنماها و دیوارهای حفاظتی دیگر ابنیههای فنی مورد نیاز
16) بررسی محل تقاطع خطوط لوله با رودخانهها، مسیلها و آبراههها و نحوه عبور لوله از آنها
17) بررسی و تعیین مناطق مستعد فرونشست، رانش، سنگریزش، سیل و ریزش بهمن و ارائه راهکار
18) بررسی زمینلرزههای گذشته و تعیین گستره طرح از دیدگاه لرزهزمین ساخت ومهندسی زلزله
19) تهیه نیمرخهای زمینشناسی در محدوده بحرانی
20) تهیه عکسهای رنگی

تهیه یک نقشه زمینشناسی مهندسی نیز در این مرحله ملزوم است. مراحل تهیه نقشههای زمینشناسی مهندسی را به 3 مرحله میتوان تقسیم کرد:
الف) گردآوری اطلاعات:
انتخاب اطلاعات مناسب از میان انبوه دادههایی که ممکن است در دسترس باشد باید با دقت انجام شود. به این منظور پیشنهاد میشود که گردآوری اطلاعات از منابع در دسترس با توجه به هدف بررسیها و همچنین مشخصات پروژه در دست اقدام انجام شود. مراجع اصلی جهت کسب اطلاعات مناسب عبارتند از: انواع نقشه های زمینشناسی و آبشناسی که اغلب با گزارشهایی همراهاند، گزارش پروژههای اجرا شده در منطقه، چاههای آب و حفاریهای مربوط به طرحهای عمرانی و معادن روباز، همه و همه میتوانند اطلاعاتی در مورد زمینشناسی و گاه ویژگیهای مهندسی مصالح و نحوه توزیع و پراکندگی آنها به دست دهند. در جمعآوری این اطلاعات میتوان از منابع زیر استفاده نمود:
نقشه های زمینشناسی، نقشه های توپوگرافی، تصاویر فضایی
لازم به ذکر است تصاویر فضایی توسط سنجندههای مستقر در ماهوارهها و ایستگاههای فضایی تهیه میشود. متاسفانه در کشور ما به دلیل قطع آبونمان و عدم دریافت منظم تصاویر فضایی در سالهای اخیر، میتوان از عکسبرداری هوایی، عکسبرداری حرارتی، رادارهای هوابرد و ژئوفیزیک هوابرد که از دیگر روشهای دورسنجی هستند استفاده نمود.
ب) تهیه نقشه های زمین شناسی مقدماتی:
داده های گردآوری شده مناسب از منابع مختلف و اطلاعات کسب شده از نقشههای زمینشناسی، نقشه های توپوگرافی، تصاویر هوایی را میتوان در نوع خاصی از نقشه به نام زمینشناسی مهندسی گردآوری نمود. این نقشهها که با پیشرفت بررسیها تکمیل میشود، میتوانند در موار زیر مفید واقع شوند:
1) در شرایطی که وضعیت محل انتخاب شده مخاطره آمیز است بتوان از آن صرف نظر کرد
2) وقتی که لازم است تا سازه در نقطهای قرار داده شود که شرایط نامناسب به حداقل کاهش یابد
3) برای کسب اطلاعات عمومی در مورد پی و حفاری
4) برای به دست آوردن دادههای لازم جهت طراحی شبکه اکتشافات زیرزمینی
به طورکلی یک نقشه زمینشناسی مهندسی باید بتواند اطلاعاتی در مورد همه یا بخشی از موارد زیر ارائه نماید:
الف) اطلاعات واقعی و قابل استفاده در فعالیتهای عمرانی مختلف همچون برنامهریزی منطقهای، انتخاب محل سازه و مناسبترین روش احداث آن و بهرهبرداری از معادن را فراهم کند.
ب) تغییرات منفی را که ممکن است بر اثر اجرای طرح پیشنهاد شده در وضعیت زمین حاصل شود، پیشبینی نموده و توصیه های لازم را برای پیشگیری ارائه نمود.
ج) اطلاعات را به گونهای نمایش دهد که برای متخصصانی که لزوما زمینشناس نیستند نیز به راحتی قابل استفاده باشد.
مجموعه ویژگیهای زمینشناسی را که میتوان بر روی نقشههای زمینشناسی مهندسی نشان داد عبارت است از: مصالح زمینشناسی، شرایط آبهای سطحی و زیرزمینی، اشکال ناهمواریهای سطح زمین و بالاخره فرآیندهای مخرب زمینشناسی. دشواری اصلی در تهیه نقشه ی زمینشناسی مهندسی گزینش آن دسته از ویژگی های سنگ و خاک است که با خواص فیزیکی آنها پیوند نزدیک داشته باشد.
یک نقشه زمینشناسی جامع میتواند اطلاعاتی را به صورت زونبندی شده ارائه نماید. این زونها محدودههایی از نقشه را که از نظر زمینشناسی مهندسی تقریبا همگناند، مشخص میسازند. درجه همگنی و دقت هر واحد زونبندی شده بستگی به مقیاس نقشه و هدف از تهیه آن دارد. مثلاً در نقشههای با مقیاس بزرگتر، زونها بر پایه برآورد یکنواختی آرایش ساختها و ترکیب واحدهای سنگ و خاک، شرایط آبزمینشناسی و فرآیندهای زمین پویایی انتخاب میشود.
ج) عملیات شناسایی صحرایی:
به طور همزمان یا پس از آنکه نقشه زمینشناسی مهندسی مقدماتی تهیه گردید بایستی منطقه موردنظر توسط فردی خبره مورد بازدید قرار گیرد. به این وسیله اطلاعات مستقیمی از وضعیت زمینشناسی، امکان رساندن وسایل اکتشافی، وضعیت سازهها و تاسیسات موجود و شرایط بالقوه خطرناک به دست میآید.
د) نقشه زمینشناسی مهندسی نهایی:
اطلاعاتی را که در طی عملیات شناسایی صحرایی گردآوری میشود قبل از هر چیزی برای تکمیل نقشه زمینشناسی مهندسی اولیه به کار برده میشود تا نسخه نهایی آن آماده گردد. جدول زیر طبقهبندی نقشههای زمینشناسی مهندسی را بیان میکند.
انواع نقشه های زمین شناسی مهندسی:
مبنای تقسیمبندی | عنوان نقشه | شرح |
هدف | کاربرد ویژه | برای برآوردن یک منظور ویژه یا فرآهم آوردن اطلاعات درباره جنبه ویژهای از زمینشناسی مهندسی تهیه میشوند. |
چند منظوره | اطلاعات ارائه شده در آن جنبههای متنوعی از زمینشناسی مهندسی، برای هدافهای گوناگونن برنامهریزی و مهندسی را در بر میگیرد. | |
محتوی | تفکیکی | یکی از عناصر تکشیل دهنده محیط زمینشناسی را ارزیابی میکند. مثل نقشه منطقهبندی خطر زمینلرزه |
جامع | این نقشهها ممکن است به دو صورت باشند: الف) نقشههای شرایط زمینشناسی مهندسی دربرگیرنده عوامل اصلی تشکیل دهنده محیط زمینشناسی ب) نقشههای زونبندی زمینشناسی مهندسی که بر روی یک برگ نقشه قسمتهای مختلف بر پایه یکنواختی شرایط زمینشناسی و مهندسیشان زونبندی شدهاند | |
کمکی | دادههاتی مربوط به واقعیتهای موجود را نشان میدهند مانند نقشههای ساختمانی | |
تکمیلی | این نقشهها دادههای پایهای زمینشناسی را در بردارند و گاهی جز نقشههای زمینشناسی مهندسی ارائه میشوند مثل: نقشه زمینشناسی | |
مقیاس | بزرگ مقیاس | دارای مقیاس 1:10000 و بزرگتر |
میان مقیاس | کوچکتر از 1:10000 و بزرگتر از 1:100000 | |
کوچک مقیاس | دارای مقیاس 1:100000 و کوچکتر |