بررسی پایداری خاک و تاثیر آن بر طراحی فونداسیون سازه های شهری در مناطق با توپوگرافی متغیر ایلام

پایداری خاک در طراحی فونداسیون سازه های شهری یکی از عوامل کلیدی در تضمین ایمنی و دوام سازه ها، به ویژه در مناطق با توپوگرافی متغیر مانند شهر ایلام است. این پژوهش با رویکرد میدانی‑تحلیلی، به بررسی جامع مسائل ژئوتکنیکی و چگونگی تاثیر ویژگی های خاک بر رفتار پی های ساختمانی در پروژه های عمرانی شهرداری ایلام پرداخته است. هدف اصلی تحقیق، شناخت رابطه میان شیب زمین، تغییرات رطوبتی، نوع لایه های زیرسطحی و میزان نشست یا لغزش خاک با عملکرد لرزه ای و سازه ای فونداسیون ها در مناطق شهری است. مطالعات میدانی در محدوده شمال و شمال غرب ایلام انجام گرفت؛ مناطقی که به دلیل وجود خاک های ریزدانه با درصد بالای رس و وجود گرادیان های شیبی، از بالاترین میزان ناپایداری برخوردارند. نتایج آزمایش های صحرایی و نمونه برداری ژئوتکنیکی نشان داد که شاخص مقاومت برشی خاک در این نواحی بین ‎۱۱ تا ‎۱۸ کیلوپاسکال متغیر است و با افزایش رطوبت فصلی تا ۲۵ درصد کاهش می یابد. همچنین، نرخ نشست تدریجی در ساختگاه های با شیب بیش از ۱۲ درجه تا سه برابر بیشتر از مناطق مسطح محاسبه شد. تحلیل های عددی انجام شده با نرم افزار PLAXIS و GeoStudio نشان داد که افزایش تراکم خاک تا ۹۵ درصد به صورت قابل توجهی ضریب پایداری شیب را از ‎۱٫۱۰ به ‎۱٫۳۵ افزایش می دهد و کاهش خطر لغزش را تا ‎۴۰٪ به همراه دارد. بر این اساس، مدل پیشنهادی طراحی فونداسیون برای مناطق مرتفع ایلام شامل سه راهبرد اصلی است: استفاده از پی های عمیق ترکیبی (شمع‑رادیه)، به کارگیری ژئوسنتتیک در لایه های زیرین برای بهبود برش خاک، و پایش رطوبت زیرسطحی با سیستم های حسگر دائمی. این روش ها سبب می شوند تنش مجاز خاک در فصل مرطوب تا ‎۳۵‎٪ افزایش یافته و نشست تجمعی سالانه تا ‎۵۰‎٪ کاهش یابد. یافته های پژوهش برای شهرداری ایلام اهمیت اجرایی بالایی دارد، زیرا می تواند مبنای طراحی آیین نامه بومی فونداسیون شهری در مناطق با توپوگرافی متغیر باشد. در نهایت، این مطالعه علاوه بر ارائه مدل کمی پایداری خاک، راهکارهایی برای کنترل رطوبت، تثبیت شیب و جلوگیری از گسیختگی موضعی پی در پروژه های عمرانی ارائه می کند تا پایداری سازه ها در برابر زلزله و تغییرات محیطی تضمین شود.

کلیدواژه ها:

پایداری خاک ، طراحی فونداسیون ، مناطق شیب دار ، نشست زمین ، لغزش خاک ، تغییرات رطوبتی ، تحلیل ژئوتکنیکی ، ایلام