زمین شناسی ساختمانی

زمين شناسی ساختمانی از واژه Structral به معنی ساختار يا ساختمانی Geologg به معنی زمين شناسی گرفته شده است.

ديدکلی
هر کسی که با زمين شناسی سروکار داشته باشد, تشخيص می دهد که پوسته زمين در طی تاريخ زمين شناسی يک واحد ثابت و غيرمتغيری نبوده است بلکه به کرات دربرابر عوامل داخلی و خارجی در آن تغيير شکل ايجاد شده است. شاهد اين مدعی وجود نواحی عظيم چين خورده يعني سلسله کوههاست که در آن رسوبات و سنگهاي ديگر فشرده شده و فرم آنها تغيير کرده است.
عامل ديگر رسوبات دريايي است که اينک در قلل مرتفع کوهها ديده می شود و در برخی موارد هزاران متر از سطح دريا بالاتر قرار گرفته است . اين خود ناپايداری قشر زمين را نشان می دهد. بطور کلی مي توان گفت که زمين شناسی ساختمان و تکتونيک, درباره ساختمانهای مختلف سنگهای تشکيل دهنده پوسته زمين, چگونگی تشکيل و ارتباط آنها با عوامل داخلی زمين بحث می کند.

اهميت و کاربرد زمين شناسی ساختمانی
زمين شناسی ساختمانی دربين ساير علوم زمين شناسی, موقعيت خاصي را داراست. مثلاً تهيه نقشه زمين شناسی محل, بدون آگاهی به نوع ساختمانهای منطقه, غير ممکن است. زيرا بدون توجه به ساختمانهاي موجود, ارتباط واحدهای مختلف زمين شناسی امکان پذير نيست. از سوي ديگر مواد معدنی, در ساختمانهاي خاص زمين شناسی متمرکز می شوند.
مثلاً نفت و گاز طبيعی بيشتر در قسمتهای بالای تاقديسها جمع می شوند. و با شناسايي اين ساختمانهاست که می توان امکان وجود آنها را بررسی کرد. همچنين بسياری از موارد معدنی بصورت رگه تشکيل می شوند که اين رگه ها , معمولاً در امتداد گسلهای موجود در منطقه تشکيل می شوند. در بسياري موارد, در اثر وجود گسلها و شکستگيها, گسترش ماده معدنی در يک منطقه قطع می شودو برای پيدا کردن مجدد آن, آگاهی به مشخصات تکتونيکي منطقه, ضروری است.

آشنايي به وضعيت ساختمانی منطقه, کمک مؤثری در مطالعه آبهای زير زمينی است. زيرا گسلها و شکستگيها, مجراهای مناسبی جهت عبور آبهای زيرزميني می باشد. شناسايي دره ها و گسلهای ناحيه, يکي از بهترين مراحل مقدماتی حفر تونلها و احداث سدها به شمار می آيد.

انواع بررسی های زمين شناسی ساختمانی
بررسی بر اساس وضعيت هندسی
در اين نوع تقسيم بندی, ساختمانهای مختلف زمين از نظر شکل هندسی مورد توجه قرار گرفته و به انواع چين ها, گسل, درزه ها و… تقسيم می شوند.
بررسی از نقطه نظر سينماتيکی
در اين بررسی, اشکال مختلف زمين شناسی, از نقطه نظر نحوة حرکات پوسته زمين, که منجر به ايجاد ساختمان مزبور شده است, مورد بررسی قرار مي گيرن. در حقيقت در اين حالت چگونگی تشکيل ساختمانهای مختلف, مطالعه می شود.

بررسی تاريخی
مقصود از اين بررسی ها, مطالعه چگونگی تشکيل ساختمانهای مختلف, در دوره های خاص زمين شناسی است. زيرا بطوری که می دانيم, در دوره های مختلف دوران زمين شناسی, حرکات تکتونيکي مختلفی وجود داشته است.

بررسی از نظر ديناميکی
در اين بررسی, رابطه نيروهای مؤثر برسنگهای زمين و ساختمانهای حاصله ناشی از آنها مورد بررسی قرار ميگيرد.
زمين شناسی ساختمانی و ساير علوم زمين شناسی

پترولوژي
اين شاخه از علوم زمين از منشاء پيدايش و شرايط تشکيل سنگها و همچنين رابطه موجود اين سنگها گفتگو می نمايد وارتباط نزديکي با زمين شناسی ساختمانی دارد, مخصوصاً تغيير شکلهايي که در اعماق با تبلور مجدد يا دگرگونی سنگها همراه است.

رسوب شناسی
رسوب شناسي و رسوب گذاری از رخدادهای تکتونيکي, شواهد و مدارک زيادی ارائه می نمايند, زيرا تغيير شرايط ته نشيني و انباشته شدن رسوبات با تغيير شکل حوضه های رسوبی همراه است.

چينه شناسی
اغلب اوقات وضع چينه شناسی به موقعيت ساختمانی طبقات وابسته است که بدون دانستن سرگذشت تکتونيک منطقه, امکان بررسی ترتيب چينه شناسی وجود ندارد.

ژئومورفولوژي
ژئومورفولوژي در نواحی که تحت تأثير تکتونيک جديد قرار گرفته است, دارای اهميت زيادی است.

زمين شناسی کاربردی
نيروها ی عمل کننده بر زمين باعث ايجاد تغيير در پوسته زمين و تأثيرگذاری بر روی سازه های احداث شده بر روی آن می شود. بنابراين شناخت پديده های ساختمانی و تکتونيکي کمک مؤثری به برنامه ريزي در اينگونه تشکيلات می نمايد.

زمين شناسی اقتصادي
بسياری از مواد معدنی بصورت رگه در امتداد گسلها و شکستگيهای موجود در منطقه تشکيل می گردد و يا نفت و گاز طبيعی بيشتر در ساختمانهای خاص زمين شناسي(تاقديس) جمع می شوند که برای شناخت اين ساختها و استفاده بهينه از مخازن موجود آگاهی از مشخصات تکتونيکي و ساختمانی منطقه لازم است.

هيدروژئولوژي
آشنايي به وضعيت ساختمانی منطقه کمک مؤثری در مطالعه مخازن زيرزميني است, چون گسلها و شکستگيها علاوه بر جابجايي لايه های آبدار, مجرای مناسبی جهت عبور آبهای زيرزميني هستند.

فتوژئولوژي
امروزه بررسيهای زمين شناسی ساختمانی با استفاده از عکسهاي هوايي و مطالعه مستقيم در روي زمين(زمين شناسی صحرايي) صورت می گيرد و اصولاً اين دو علم لازم و ملزوم يکديگرند.

۱٫بازديد از زمين و ريشه کني
قبل از شروع هر نوع عمليات ساختمانی بايد رمين محل ساختمان بازديد شده در وضعيت و فاصله ي آن نسبت به خيابان ها و جاده های اطراف و همچنين چگونگی دسترسی به خيابان های اصلی مورد بازرسی قرار گيرد. بعد از بررسی هاي کافی و در صورت نبودن مشکل اقدام به آغاز پروژه می نماييم. در اين برسی ها بايد دقت شود تا ما مشکلی از لحاظ ورود و يا خروج ماشين آلات نداشته باشيم و ضمناً جای کافی برای مصالح پای کار فراهم کنيم. سپس نسبت به ريشه کنی(کندن ريشه های نباتی که ممکن است در زمين روييده باشند) اقدام می شود و خاکهای اضافی به بيرون حمل گردد و بالاخره بايد شکل هندسی زمين و زواياي آن کاملاً معلوم شده و با نقشه ساختمانی کاملاً مطابقت داشته باشد.

۲٫پياده سازی نقشه
پس از بازديد محل و ريشه کنی, نوبت به پياده کردن نقشه بر روی زمين می شود. منظور از پياده کردن نقشه يعني انتقال نقشه ساختمان از روی کاغذ بر روی زمين به وسيلة ابزار آلات در دسترس با ابعاد اصلی به طوری که محل دقيق پي ها و ستون ها و ديوارها و عرض پي ها روی زمين بخوبی مشخص باشد.بايد دقت داشت که اين مرحله يکی از مهمترين مراحل ساخت می باشد چرا که کوچکترين اشتباهات در اين مرحله قابل صرفنظر نبوده و اگر اين خطاها از مقدار مجاز آئين نامه ای بيشتر باشد, بايد اقدام به تخريب کل ساختمان کرد. حال برای پياده کردن نقشه دو راه داريم اگر ساختمان مهم و بزرگ بود مي بايست از دوربين های نقشه برداری استفاده شود ولی برای پياده کردن نقشه های ساختمانهای معمولی و کوچک از متر و ريسمان بنايي می توان بهره برد که دقت لازم برای کارهای معمولی را دارند. برای پياده کردن نقشه با متر و ريسمان کار ابتدا بايد محل کلي ساختمان را روی زمين مشخص نموده و بعد با کشيدن ريسمان کار به يکي از امتداد های تعيين شده و ريختن گچ, يکی از خطوط اصلی ساختمان را تعيين کرد و بعد خطوط ديگر را با همين روش مشخص می کنيم. البته برای ايجاد زاويه قائمه می توان از اعداد فيثاغورثی بهره برد مانند اعداد ۳و۴و۵ که در آن دوتای اولي اضلاع جانبی اند و عدد آخر که از همه بزرگتر می باشد مقدار عدد وتر می باشد.

عرض و طولها و عمق پي ها کاملاً بستگی به وزن ساختمان و قدرت تحمل خاک محل ساختمان دارد در ساختمانهای بزرگ قبل از شروع کار بوسيله آزمايشات مکانيک خاک قدرت مجاز تحملی زمين را تعيين نموده و از روی آن محاسبات ابعاد پي را تعيين می نمايند ولی در ساختمان های کوچک که آزمايشات مکانيک خاک در دسترس نيست بايد از مقاومت زمين در مقابل بار ساختمان مطمئن شويم. اغلب مواقع قدرت مجاز تحملی زمين برای ساختمانهای کوچک با مشاهده خاک پی و ديدن طبقات آن و طرز قرارگرفتن دانه ها به روی همديگر يا ضربه زدن به وسيله کلنگ به محل پي قابل تشخيص می باشد.

۳٫گودبرداری
در اين قسمت از عمليات اقدام به خاکبرداری محل نقشه می شود تا به خاک بکر رسيد. انجام اين عمل به آن علت است که همانطور که گفتيم زمين, بارکلی ساختمان را تحمل می کند لذا بايد پی ها برروی يک سطح محکم و بدون رانش قرار بگيرد تا درآينده پس از اتمام پروژه و در نتيچه بارگذاری, پي ها نشست بيش از حد نداشته باشند و يا اينکه نشستهای متفاوت داشته باشند. البته اگر زمين موجود, بدون خاکبرداری, بکر باشد, بازهم بايد اقدام به گودبرداری کرد. اين عمل بدان علت است که همانطور که می دانطم پي از قسمتهای مهم سازه می باشد. و جنس آن از بتن می باشد همانطور که مي دانيم بتن از دو المان آرماتور آهنی و ملات سيمان ماسه شن تشکيل شده است. آهن در مقابل سولفاتها و موادی همچون کلر و آب حساس است و در صورت وجود اين عوامل در کنار آهن, آهن زنگ زده و مقاومت فشاری و کششی خود را از دست می دهد. همچنين ملات سيمان هم در مقابل آب ضربه پذير است و مقاومت خود را از دست می دهد. بنابراين سطح زيرين پی ها بايد حداقل ۵/۱ الی ۲ متر پايين تر از کف زمين باشد.

در موقع گودبرداری چنانچه محل گودبرداری بزرگ نباشد از وسائل معمولی مانند بيلا و کلنگ و فرقون (چرخ دستي) استفاده می گردد. برای اين کار تا عمق معيني که عمل پرتاب خاک با بيل به بالا امکان پذير است (مثلاً ۲ متر) عمل گودبرداری را ادامه می دهند و بعد از آن پله ای ايجاد نموده و خاک حاصله از عمق پائين تر از پله را روی پله اطجاد شده ريخته و از روی پله دوباره به خارج منتقل می نمايند. برای گود برداری های بزرگتر استفاده از بيل و کلنگ مقرون به صرفه نبوده و بهتر است از وسايل مکانيکي مانند لودر و غيره استفاده شود. در اين گونه موارد برای خارج کردن خاک از محل گودبرداری و حمل آن به خارج کارگاه معمولاً از سطح شيب دار استفاده می گردد که بعد از اتمام کار اين قسمت بوسيله کارگر برداشته می شود.