گزارش تخصصی زمین شناسی مهندسی

در هر پروژه مهندسی که سازه ای روی زمین یا زیرزمین اجرا می شود، نیاز پایه ای آن بررسی های زمین شناسی مهندسی است تا مهندس طراح از ویژگی های زمین شناسی ساختگاه آگاه شده و به پرسش های او از خطرات احتمالی و اهمیت آن ها پاسخ داده شود. نمونه ای از نتیجه زمین شناسی مهندسی در واشنگتن می باشد. این بررسی ها در سه فاز انجام می شود. این سه فاز با عنوان فاز های پیش شناخت(صفر)، اول و دوم نامگذاری شده اند.

در مرحله اول، فاز پیش شناخت (فاز صفر) انجام می گیرد تا مهندسان مشاور کارهای کارشناسی دقیق تر و طراحی آن را انجام دهند و به اجرا بگذارند. در این مرحله، یک یا چند گزینه پیشنهاد می شود تا بهترین و ایمن ترین آن ها برای اجرا انتخاب شود. پس از پذیرش کار و آغاز مرحله دوم(فاز اول و دوم)، کارهای زمین شناسی مهندسی در دو بخش پایه ای انجام می گیرد:

الف) عملیات سطحی که بیشتر شامل بررسی مغزه ها حاصل از حفر گمانه است

ب) کارهای دفتری شامل نگرش سیستمی به برداشت های سطحی برای ساماندهی نقشه ها و نیمرخ های زمین شناسی مهندسی و گزارش آن است که این کارها با همکاری دیگر گروه های طراح مانند ژئوتکنیک، آب شناسی و لرزه خیزی انجام می شود.

گزارش های زمین شناسی مهندسی باید دربرگیرنده همه بررسی های انجام شده بر پایه شرح خدمات باشد. نقشه ها، پروفیل ها، اندازه گیری ها، نتیجه آزمایش ها، نگاره ها و نظایر آن ها باید همراه گزارش ارائه شوند. حداقل موارد مورد مطالعه در مطالعات زمین شناسی مهندسی عبارتند از:

1) توصیف انواع سنگ و خاک و تعیین ویژگی های توده سنگ و سازندهای خاکی

2) بررسی حدود گسترس لایه های خاکی و سنگی دارای پتانسیل های مختلف حرکت

3) تشریح موقعیت جغرافیایی

4) تعیین مشخصات هندسی شامل شیب، امتداد و ضخامت لایه های سنگی

5) ارزیابی پایداری و تعیین شیب مجاز شیروانی، ترانشه و خاکریز و ارائه پیشنهاد های لازم در خصوص افزایش پایداری شیب های کنار جاده سرویس

6) مخاطرات زمین شناسی ناشی از خط لوله

7) ارزیابی، طبقه بندی 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 زمین لغزش های قدیمی یا محل هایی که بالقوه مستعد لغزش هستند و ارائه روش های جلوگیری از آن جهت بهره برداری کوتاه و بلندمدت

9) تعیین کلیه مسیرهای خط لوله از مناطق باتلاقی، شوره زار و مردابی عبور می کنند

10) بررسی خصوصیات فرسایش پذیری واحدهای خاکی و سنگی به خصوص در سطح ترانشه و خاکریز وتدابیر لازم جهت تثبیت آن ها

11) شناسایی محل ها جریان های سطحی و زیرسطحی که موجب ناپایداری زمین می شوند و ارائه راه حل جهت زهکشی و دور کردن آب از محل و تثبیت جاده سرویس

12) ارزیابی خصوصیات لرزه خیزی منطقه و تاثیر زلزله در مسیر و تدابیر لازم جهت عدم آسیب دیدگی خط لوله و تاسیسات وامکان مذکور در طرح

13) شناسایی گسل ها، شکستگی ها و گسیختگی ها در شعاع مناسب و ارزیابی پتانسیل فعالیت آن ها و ارائه تمهیدات لازم جهت حداقل کردن آسیب ها و خطرات (تعیین زاویه عبور خط لوله از گسل فعال)

14) اریابی پتانسیل روان شدگی در تاسیسات، مسیر خط لوله، جاده های سرویس و دسترسی

15) تعیین محل احداث آب نماها و دیوارهای حفاظتی دیگر ابنیه های فنی مورد نیاز

16) بررسی محل تقاطع خطوط لوله با رودخانه ها، مسیل ها و آبراهه ها و نحوه عبور لوله از آن ها

17) بررسی و تعیین مناطق مستعد فرونشست، رانش، سنگ ریزش، سیل و ریزش بهمن و ارائه راهکار

18) بررسی زمین لرزه های گذشته و تعیین گستره طرح از دیدگاه لرزه زمین ساخت ومهندسی زلزله

19) تهیه نیمرخ های زمین شناسی در محدوده بحرانی

20) تهیه عکس های رنگی

تهیه یک نقشه زمین شناسی مهندسی نیز در این مرحله ملزوم است. مراحل تهیه نقشه های زمین شناسی مهندسی را به 3 مرحله می توان تقسیم کرد:

انتخاب اطلاعات مناسب از میان انبوه داده هایی که ممکن است در دسترس باشد باید با دقت انجام شود. به این منظور پیشنهاد می شود که گردآوری اطلاعات از منابع در دسترس با توجه به هدف بررسی ها و همچنین مشخصات پروژه در دست اقدام انجام شود. مراجع اصلی جهت کسب اطلاعات مناسب عبارتند از: انواع نقشه های زمین شناسی و آب شناسی که اغلب با گزارش هایی همراه اند، گزارش پروژه های اجرا شده در منطقه، چاه های آب و حفاری های مربوط به طرح های عمرانی و معادن روباز، همه و همه می توانند اطلاعاتی در مورد زمین شناسی و گاه ویژگی های مهندسی مصالح و نحوه توزیع و پراکندگی آن ها به دست دهند. در جمع آوری این اطلاعات می-توان از منابع زیر استفاده نمود:

نقشه های زمین شناسی، نقشه های توپوگرافی، تصاویر فضایی

لازم به ذکر است تصاویر فضایی توسط سنجنده های مستقر در ماهواره ها و ایستگاه های فضایی تهیه می شود. متاسفانه در کشور ما به دلیل قطع آبونمان و عدم دریافت منظم تصاویر فضایی در سال های اخیر، می توان از عکسبرداری هوایی، عکسبرداری حرارتی، رادارهای هوابرد و ژئوفیزیک هوابرد که از دیگر روش های دورسنجی هستند استفاده نمود.

داده های گردآوری شده مناسب از منابع مختلف و اطلاعات کسب شده از نقشه های زمین شناسی، نقشه های توپوگرافی، تصاویر هوایی را می توان در نوع خاصی از نقشه به نام زمین شناسی مهندسی گردآوری نمود. این نقشه ها که با پیشرفت بررسی ها تکمیل می شود، می توانند در موار زیر مفید واقع شوند:

به طورکلی یک نقشه زمین شناسی مهندسی باید بتواند اطلاعاتی در مورد همه یا بخشی از موارد زیر ارائه نماید:

الف) اطلاعات واقعی و قابل استفاده در فعالیت های عمرانی مختلف همچون برنامه ریزی منطقه ای، انتخاب محل سازه و مناسب ترین روش احداث آن و بهره برداری از معادن را فراهم کند.

ب) تغییرات منفی را که ممکن است بر اثر اجرای طرح پیشنهاد شده در وضعیت زمین حاصل شود، پیش بینی نموده و توصیه های لازم را برای پیشگیری ارائه نمود.

ج) اطلاعات را به گونه ای نمایش دهد که برای متخصصانی که لزوما زمین شناس نیستند نیز به راحتی قابل استفاده باشد.

مجموعه ویژگی های زمین شناسی را که می توان بر روی نقشه های زمین شناسی مهندسی نشان داد عبارت است از: مصالح زمین شناسی، شرایط آب های سطحی و زیرزمینی، اشکال ناهمواری های سطح زمین و بالاخره فرآیند های مخرب زمین شناسی. دشواری اصلی در تهیه نقشه هی زمین شناسی مهندسی گزینش آن دسته از ویژگی های سنگ و خاک است که با خواص فیزیکی آن ها پیوند نزدیک داشته باشد.

یک نقشه زمین شناسی جامع می تواند اطلاعاتی را به صورت زون بندی شده ارائه نماید. این زون ها محدوده هایی از نقشه را که از نظر زمین شناسی مهندسی تقریبا همگن اند، مشخص می سازند. درجه همگنی و دقت هر واحد زون بندی شده بستگی به مقیاس نقشه و هدف از تهیه آن دارد. مثلاً در نقشه های با مقیاس بزرگتر، زون ها بر پایه برآورد یکنواختی آرایش ساخت ها و ترکیب واحدهای سنگ و خاک، شرایط آب زمین شناسی و فرآیندهای زمین پویایی انتخاب می شود.

به طور همزمان یا پس از آن که نقشه زمین شناسی مهندسی مقدماتی تهیه گردید بایستی منطقه موردنظر توسط فردی خبره مورد بازدید قرار گیرد. به این وسیله اطلاعات مستقیمی از وضعیت زمین شناسی، امکان رساندن وسایل اکتشافی، وضعیت سازه ها و تاسیسات موجود و شرایط بالقوه خطرناک به دست می آید

اطلاعاتی را که در طی عملیات شناسایی صحرایی گردآوری می شود قبل از هر چیزی برای تکمیل نقشه زمین شناسی مهندسی اولیه به کار برده می شود تا نسخه نهایی آن آماده گردد. جدول زیر طبقه بندی نقشه های زمین شناسی مهندسی را بیان می کند.