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