آزمایش نفوذ استاندارد (spt) و ضربه استاندارد (spt)

آزمایش نفوذ استاندارد (spt) یکی از آزمایش های ژئوتکنیکی به شمار رفته و به دلیل اطلاعات گسترده ای که در اختیار قرار می دهد، کاربرد وسیعی در انجام بی عیب و نقص پروژه های عمرانی دارد. همان طوری که بارها و بارها گفته ایم، به هنگام ساخت یک بنا، شرایط خاک محل هدف باید مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد و به همین دلیل انجام آزمایشات متفاوت روی خاک محل هدف، لازم و ضروری است. یکی از آزمایش هایی که به بررسی خواص و ویژگی های خاک می پردازد، آزمایش ضربه و نفوذ استاندارد (spt) است. ما در این مقاله هر آنچه که نیاز باید در مورد این آزمایش بدانید، در اختیارتان قرار خواهیم داد؛ پس با ما همراه باشید.

آزمایش نفوذ استاندارد (spt) چیست؟

آزمایش نفوذ استاندارد (spt) یکی از متداول ترین و رایج ترین آزمایشاتی است که روی خاک انجام می شود. از این آزمایش به عنوان یک آزمایش صحرایی یاد می کنند و به دلیل نتایج دقیقی که ارائه می دهد در کل دنیا گسترش پیدا کرده است. گرچه انتقادهایی را به این آزمایش وارد می کنند و تلاش های زیادی از سوی محققین در حذف این آزمایش صورت گرفته است، اما به دلیل آنکه بسیاری از روش محاسباتی در عمران با توجه به عددspt صورت گیرد، این آزمایش هنوز هم کاربرد داشته و برای تعیین نفوذ استاندارد خاک از آن استفاده می کنند.

آزمایش نفوذ استاندارد (spt) برای بررسی و ارزیابی ویژگی های مقاومتی در بدن و نشت پذیری خاک غیر چسبنده به کار برده می شود. در خاک هایی داشته درشت دانه هستند و یا در خاک هایی که میزان دانه های قلوه سنگی و یا شنی زیاد است، در به کار بردن نتیجه این آزمایش باید با احتیاط بیشتری عمل کرد.

دستور العمل آزمایش نفوذ استاندارد چیست؟

دستور العمل آزمایش نفوذ استاندارد به شرح زیر است:

• در قدم اول آزمایش نفوذ استاندارد (spt)
• ، یک گمانه یا قطر بین 2.5 تا 18 اینچ در عمق مورد نظر حفر می شود.
• در قدم بعدی، میله از سر مته حفاری جدا می گردد و به آن یک نمونه گیر spt وصل می کنند. این نمونه گیر، از یک جسم استوانه ای شکل توخالی متشکل شده و در امتداد طولی که برای آن در نظر گرفته اند، به دو قسمت تقسیم می شود.
• در قدم بعدی، یک چکش به وزن 63.5 کیلوگرم از ارتفاعی حدود 75 سانتی متر و با کمک مکانیزم طناب و قرقره و یا مکانیزم اتومکانیک رها می شود تا به خاک برخورد کند.
• در نهایت نیز، نمونه گیر spt از میله حفاری موجود، جدا می گردد و خاکی که درون آن وجد دارد به آزمایشگاه فرستاده می شود.

عوامل بروز خطا در آزمایش نفوذ استاندارد (spt)

وجود برخی عوامل باعث می شود که آزمایش ضربه و نفوذ استاندارد (spt) با خطا مواجه شود. اگر به این عوامل بی توجهی شود و خاک محل ساخت بنا، برای پروژه های عمرانی مناسب نباشد، عواقب جبران ناپذیری ایجاد می گردد. برخی عواملی که باعث ایجاد خطا در این آزمایش می شود به شرح زیر است:

• بی توجهی و بی دقتی آزمایش گیرنده
• به کار بردن دستگاه هایی که قدیمی و غیر حساس هستند
• تغییر در وزن چکش مورد استفاده در آزمایش
• تغییر در ارتفاعی که چکش باید سقوط کند
• خارج شدن قسمت انتهایی استوانه نمونه گیر وضعیت استاندارد
• به جای ماندن برخی مصالح ریز در کف گمانه
• گیر کردن یک تکه سنگ در مسیر میله استوانه نمونه گیر

کاربرد آزمایش نفوذ استاندارد (spt)

برخی از کاربردهای آزمایش نفوذ استاندارد (spt)در ادامه آورده است.

تخمین تراکم نسبی خاک

برخی محققین، عددی را که در این آزمایش SPT به دست می آید، با درصد تراکم خاک در ارتباط می دانند. برای مثال، خاک هایی که SPTآنها بیش از 50 باشد، خاک های کاملا متراکم، خاک هایی که اس پی تی آنها، 40 تا 49باشد، خاک های خیلی متراکم، خاک هایی با SPT بین 30 و 39 باشد را خاک های متراکم می دانند.

تخمین مدول سختی

از دیگر کاربردهای انجام آزمایش SPT می توان به تخمین مدول سختی اشاره کرد. مدول سختی همان مدول الاستیسیته است و می توان به کمک عدد به دست آمده از انجام آزمایش SPT، به برآوردی در خصوص این مدول دست پیدا کرد.

تخمین مقاومت برشی زهکشی نشده

از دیگر کاربردهای آزمایش اس پی تی می توان به تخمین مقاومت برشی که تحت عملیات زهکشی قرار نگرفته اشاره کرد. محققین، از عدد SPT استفاده می کنند تا به صورت غیر مستقیم مقاومت برشی زهکشی نشده را تخمین بزنند.

شاید خواندن مطالب زیر برایتان مفید باشد !

آزمایشگاه خاک چیست؟ و شرایط تاسیس آن چگونه است؟

آزمایش تعیین نفوذپذیری خاک چیست؟ (طریقه آزمایش تعیین نفوذپذیری خاک)

آزمایش سه محوری خاک چیست؟ (طریقه انجام آزمایش سه محوری خاک)

آزمایش تراکم خاک چیست ؟ (روش انجام آزمایش تراکم خاک)

انواع آزمایش نفوذ استاندارد

موضوع دیگری که خوب است در خصوص آزمایش نفوذ استاندارد (spt)، انواع آن است. این آزمایش به دو صورت زیر انجام می شود:

• آزمایش اس پی تی دستی
• آزمایش اس پی تی ماشینی

در ادامه به صورت خلاصه و مختصر در رابطه با هر یک از انواع آزمایش های اس پی تی صحبت خواهیم کرد.

1-آزمایش اس پی تی دستی

در جاهایی که نتوان آزمایش اس پی تی ماشینی را ( در ادامه توضیح خواهیم داد) انجام دهند، برای تعیین میزان نفوذ استاندارد خاک از روش دستی استفاده می کنند.. از این آزمایش به آزمایش اس پی تی آلمان نیز یاد می کنند؛ زیرا بر طبق استاندارد DIN آلمان انجام می شود. در این آزمایش، از نوع کوچک شده آزمایش اس پی تی استفاده می شود تا بتوان به برآوردی تقریبی از نفوذ استاندارد خاک دست پیدا کرد.

2-آزمایش اس پی تی ماشینی

در آزمایش اس پی تی ماشینی نیز، حضور دستگاه حفاری لازم و ضروری به نظر می رسد. دستور العمل بررسی میزان نفوذ استاندارد را در همین متن اشاره کردیم.

جمع بندی

آزمایش نفوذ استاندارد (spt) موضوعی بود که در این مقاله در خصوص آن با شما صحبت کردیم. این آزمایش یکی از آزمایش های ژئوتکنیکی است که بر خاک انجام می شود و میزان نفوذ استاندارد آن را تعیین می کند. همان طوری که در فوق اشاره کردیم، بی توجهی به وزن جکش و یا برخی عوامل دیگر می تواند باعث ایجاد خطا در نتیجه این آزمایش گردد. آزمایشگاه هایی که برای ارائه دقیق ترین نتایج احداث شده اند، می بایست تمام تلاش خود را به کار گیرند تا تمام آزمایشات مربوط به خاک و بتن بدون خطا صورت گیرد. جهت به دست آوردن نتایجی با کمترین خطا، وسایل به کار برده شده در آزمایش اثر زیادی دارند. یکی از تولیدکنندگان وسایل آزمایشگاه های عمران و ژئوتکنیک مانند : چکش 10 کیلویی SPT استاندارد- Din در کشورمان، تست سیویل است. این مجموعه، دانش بنیان بوده و در جهت ارائه دستگاه های و ابزارآلاتی با دقت فراوان در حال فعالیت می باشد.