گزارش تحقیقات و مطالعات مکانیک خاک در راستاى مکان یابى شهر جدید بم

توضیحات

فهرست مطالب 1-1 تشکر و قدردانى : 3 1-2 چکیده: 3 1-3 تشریح زمین شناسى منطقه عمومى شهر بم : 4     1-3-1 موقعیت جغرافیایى وشرایط اقلیمى: 4     1-3-2 زمین شناسى منطقه : 6     1-3-3 لرزه خیزى منطقه : 6 1-4 تحقیقات صحرایى : 6     1-4-1 گستره شهر بم : 6     1-4-2 رودخانه اصلى گذرا از کنارشهر بم : 7     1-4-3 منطقه جنوب شرق شهر بم : 8     1-4-4 منطقه شهر بروات و ادامه خط گسل بم : 8     1-4-5 منطقه ارگ جدید بم : 9     1-4-6 منطقه جنوب شهر بم : 10     1-4-7 منطقه جنوب غرب شهر بم : 10     1-4-8 منطقه شهرک صنعتى بم : 10     1-4-9 منطقه احداث پست برق شهر بم : 11     1-4-10 منطقه احداث پست برق 20/132 کیلو ولت شهر بم : 11     1-4-11 پل ارتباطى شهر بم - کرمان : 12 1-5 نتیجه گیرى : 12 1-6 پیشنهادات : 13 1-7 منابع: 13   1-1- تشکر و قدر دانى : لازم میباشد از زحمات آقاى مهندس محمد حسینى اختیار آبادى و آقاى مهندس ناظم زاده مدیر و معاون سازمان زمین شناسى مرکز کرمان، آقاى ناصر ابرهیم زاده مسئول تدارکات آن سازمان، استاندارى کرمان وآزمایشگاه مکانیک خاک استان کرمان، که در تهیه این گزارش ما را یارى نموده اند، کمال تشکر و قدردانى نموده و توفیق ایشان را از خداى متعال خواستاریم. 1-2- چکیده: شهر تاریخى بم با بیش از 2000 سال قدمت، در تاریخ پنجم دیماه یکهزاروسیصدوهشتاد و دو براثر یک زمین لرزه ، به تله ایى از خاک وآهن تبدیل شد و در این حادث دهها هزار کشته وزخمى شدند. زلزه 6.5 درجه ریشترى، تنها بناى خشت وگلى دنیا یعنى ارگ بم را نابود ساخت وبجز چند واحد ادارى- مذهبى ، تقریباً تمامى بناهاى شهر را فروریخت وباعث بى خانمانى صدها هزار نفر گردید. پهنه کشور ایران، با توجه به قرار گرفتن در بخش میانى کمربند کوهزایى آلپ- هیمالایا ، جزو کشورهایى است که کل پهنه آن جزء مناطق پر خطر مى باشند. کشور ما شاهد چنین حوادثى در طور تاریخ بوده وخواهد بود وبرماست که با شناخت دقیق از وجود شهرهاى کوچک وبزرگ در روستا درمحل هاى با ریسک خطر بالا، با ساخت وساز مناسب وبا اصول مهندسى وسازه ایى، بناهایى امن ساخته تا تلفات ناشى از حوادث غیرمتقربه به حداقل برسد. گزارش زیر حاصل بازدید صحرایى گروه کارشناسان اعزامى گزوه مکانیک خاک سازمان زمین شناسى واکتشافات معدنى به منطقه زلزله زده شهر بم مى باشد ودرادامه سعى شده است که از دیدگاه ژئوتکنیکى نقاط مختلف شهر بم وحومه را مورد بررسى قرار داده ودرنهایت محل هاى احتمالى بناى شهر جدید را به ترتیب اولویت ذکر نماید. 1-3- تشریح زمین شناسى منطقه عمومى شهر بم : 1-3-1- موقعیت جغرافیایى وشرایط اقلیمى: شهر بم در محدوده جغرافیایى َ17 ْ58 طول شرقى وَ4 ْ29 عرض شمالى واقع است. این شهر از شمال به کرمان ودشت لوت ، از غرب به شهرستان جیرفت واز شرق به زاهدان ، قرار گرفته است . ارتفاع بم از سطح دریا1062 متر مى باشد که در منطقه بین شوره کزو فهرج به 320 متر از سطح دریا مى رسد که پست ترین منطقه در این ناحیه است. میزان بارندگى سالیانه بین 38 تا74 میلیمتر است. از نظر آب وهوایى نیز داراى آب وهواى گرم وخشک بوده که حداکثر درجه حرارت 45درجه وکمترین آن 6- درجه سانتیگراد بوده وداراى زمستانهاى سرد وتابستانهاى گرم وخشک مى باشد. 1-3-2- زمین شناسى منطقه : چهارگوش بم در برگیرنده مجموعه اى از سنگهاى تریاس پسین تا زمان کنونى است که با پیچیدگى چینه شناسى وساختارى همراه است . ادامه جنوبى گسل نایبند با داشتن روند عمومى شمالى- جنوبى از بخش خاورى ناحیه مى گذرد. مقایسه سنگهاى هم زمان درپیرامون گسل نایبند نشانگر آن است که این گسله حداقل از زمان تریاس تا زمان نئوژن درتحولات زمین شناسى ناحیه نقش داشته وتغییرات چینه شناسى وزمین ساختى عمده اى را سبب شده است .کهن ترین سنگهاى ناحیه از نوع رسوبهاى آواى به سن تریاس پسین - ژوراسیک است که با سازندهاى نایبند - شمشک ،بادامو وهجدک هم ارز بوده اند. بیشتر نهشته هاى کرتاسه از نوع سنگهاى کربناتى است که گستره پهناورى را زیر پوشش دارد. هم ارزى سنگهاى کرتاسه موجود در هر دو سوى گسل نایبند گویاى شرایط رسوبى متفاوت در زمان کرتاسه است. درجنوب غربى، مجموعه اى از سنگهاى الترا بازیک وبازیک وجود دارد که با آمیزه هاى رنگین درخور سنجش بوده وکربناتى هاى همراه آنها به سن کرتاسه پایانى است. درکوه سه کنج بخش کمى از رسوبها از نوع انباشته هاى توربیدیتى فلیشى ونشانگر پالئوسن است . درغرب گسل نایبند وابستگى کنگلومراى کرمان با سنگهاى منسوب به زمان ائوسن بیشتر از نوع مجموعه هاى ولکانیکى کمربند ارومیه دختر است. ردیفهاى پیاپى وقائم این سنگها با تفاوتهاى رخساره اى قابل توجهى همراه است که همین امر سبب گردیده تا سنگهاى ائوسن به چند واحد جداگانه تقسیم شود. در زمان ائوسن پیشین پس از یک فاز چین خوردگى شدید، فعالیتهاى ماگمائى ترشیرى آغاز مى شود وسنگهاى ولکانیکى ستبرى به نام مجموعه بحر آسمان با دگرشیبى آشکار سنگهاى قدیمى تر ائوسن را مى پوشاند. پس از یک دوره آرامش نسبى همراه با حرکات قائم وچین خوردگى آرام، دومین فعالیت ولکانیکى ائوسن منجر به پیدایى ردیف ستبرى از سنگهاى ولکانیکى و آذر آورى شده که بنام مجموعه ولکانیکى رازک از آن یاد مى شود. مجموعه ولکانیکى رازک داراى بازیسیته وترکیب سنگى متفاوتى است که به همین دلیل به سه زیر مجموعه تقسیم بندى مى شود در خاور گسله نایبند سنگهاى ائوسن همچنان متشکل از سنگهاى ولکانیکى وپلوتونیکى است که بلندیهاى شمال باخترى بم را پدید آورده است. سنجش وهم ارزى این ولکانیک ها با مجموعه هاى یاد شده دشوار است. عکس شماره 1: نقشه توپوگرافى 1:50000 شهر بم سنگهاى الیگوسن پائینى بیشتر از نوع مارن، کنگلومرا وماسه سنگ است که با سازند قرمز پائینى هم ارز مى باشد. رسوبهاى الیگوسن بالائى بیشتر از سنگ آهکهایى به رنگ روشن درست شده که برابر سازند قم مى باشد سازند قرمز بالائى به سن میوسن ومتشکل از سیلت سنگ با لایه هاى ستبر سنگ است که بطور ناحیه اى با ولکانیک هاى آندزیتى پوشیده شده است . دومین فعالیت ماگمایى زمان میوسن منجربه جایگیرى توده هاى نفوذى از نوع گرانیت، گرانودیوریت ومونزونیت شده است .سنگهاى پلیوسن متشکل از ماسه سنگ ،کنگلومرا با درجه سیمان شدگى ضعیف وهمراه با افقهاى توفیتى است . افزون برسنگهاى رسوبى، بخشى از سنگهاى پلیوسن ناحیه از نوع توده هاى نفوذى با ژرفاى کم است. در ناحیه لوت رسوبهاى پلیوسن بیشتر سیلت ومارنهاى سخت نشده وافقى بنام سازند لوت است .نهشته هاى کواترنرى که نواحى پست ناحیه را زیر پوشش دارندبیشتر شامل رسوب هاى آبرفتى ، پهنه هاى ماسه اى وکفه هاى نمکى است. بیشترین جهت گسله در منطقه با جهت شمال - شمال غرب، جنوب - جنوب شرق منطبق مى باشند. با توجه به قرار گرفتن گسلهایى فعال همچون گسل نایبند وگسل بم در نزدیک شهر بم،آثار وفعالیتهاى گسل مذکور بر روى شهر بم توجه به این واحد زمین ساختى را متذکر مى شود. 1-3-3- لرزه خیزى منطقه : طبق‌ آئین نامه 2800 مرکز تحقیقات ساختمان ومسکن ناحیه بم جزء پهنه بندى با خطر بالا طبقه بندى شده ومقدار شتاب مبناى طرح در این منطقه 0.35g =a پیشنهاد شده است . زمین هاى شهر بم عموماً ‌با گروه II آئین نامه طرح ساختمانها در برابر زلزله ، مطابقت دارند. عکس شماره 2: نمائى از ویرانیهاى ارگ قدیم شهر بم 1-4- تحقیقات صحرایى : هدف از انجام تحقیق وعملیات صحرایى ، شناسایى لایه هاى مختلف زمین واحیاناً تعیین پارامترهاى فیزیکى ومکانیکى لایه ها مى باشد . بدین جهت گروه اعزامى، شهر بم ومناطق اطراف آنرا با استفاده از نقشه توپوگرافى 1:50000، مورد مطالعه وآزمایش قرار داده ودر ادامه نقاط بازرسى شده را به تفکیک ، توصیف مى نماید. 1-4-1- گستره شهر بم : براساس انجام تحقیقات صحرایى وبا توجه به طبقه بندى یونیفاید، خاکهاى عمومى شهر بم در رده : CL-ML ) خاکهاى سیلتى رسى همراه با ماسه ( ML, ) سیلت همرا با رس وماسه ( وSM ) ماسه لایه دار همراه با شن ( مى باشد. بنابرگزارش مکانیک خاک پروژه ساختمان فرماندارى شهرستان بم]4[، لایه هاى خاک از سطح زمین تا عمق حفارى شده را بطور کلى درشت دانه واز طبقه بندى SM یا GM ( شن لایه دار همراه با ماسه بادانه بندى خوب یابد) مى داند ومتذکر است شن وماسه متشکله آبرفت بم متراکم وزمین پروژه شیب نسبتاً کمى دارد. همجنین اطلاعات آزمایش نفوذ استانداردSPT) ) نشان مى دهد، که خاکها از مقاومت بالائى برخوردار مى باشند (عدد SPT بزرگتر از 50 )، که این نشانگر خاکهاى با تراکم زیاد (Very Dense) مى باشد. نتایج آزمایشات شیمیایى براى محاسبه درصد کلر وسولفات نشان مى دهد که سیمان مصرفى از نوع سیمان I یا II ( سیمانهاى ضد سولفاته) مى باشند. آزمایشات و محاسبات پى انجام شده براى ساختمان مذکوربر مبناى آئین نامه هاى اجرائى بوده است ولى ساختمان بر اثر زلزله فروریخته است!!؟؟. رشته قناتهائى مانند قنات حشرآباد، از داخل شهر بم عبور مى کنند، که لازم است کروکى قناتهاى این شهر تعیین وبا توجه به عمیق بودن قناتها ونفوذپذیرى بالاى لایه هاى شن وماسه، خطرهاى احتمالى بررسى گردد. سطح آبهاى زیرزمینى ] 7،6،5،4 [ را در گمانهاى حفارى شده مشاهده ننموده اند واحتمال سطح آبها پائین از 40متر برآورد مى شود. باتوجه به مشاهدات عینى، مبنى برعدم وجود نشست، روانگرایى، کج شدگى ها و وارونگى ساختمانها وغیره مى توان چنین نتیجه گرفت که از نظر ژئوتکنیکى ، بافت اصلى خاک بسترشهر بم داراى استحکام کافى در برابر زلزله هائى با قدرت بالا را داشته است. لذا علل تخریب شدید منطقه شهر بم وحومه، ناشى از عوامل انسانى یعنى عدم توجه به آئین نامه هاى اجرائى وعدم استفاده از اصول مهندسى سازه است. 1-4-2- رودخانه اصلى گذرا از کنارشهر بم : این رودخانه که در ضلع شمالى بم قرار دارد، داراى دیواره هایى است که از جنس سیلتى رسى مى باشند و ریزش قسمتى از دیواره ها، در اثر زلزله مشاهده شده است. عکس شماره 3: نمائى از خرابیهاى شهر بم عکس شماره 4: نمائى از دیواره رودخانه شهر بم عکس شماره 5: نمائى دیگر از دیواره رودخانه شهر بم 1-4-3- منطقه جنوب شرق شهر بم : این مکان به عنوان کمپ موقت استقرار مردم شهر بم در نظر گرفته شده است. ادوات راهسازى در حال کندن کانال لوله هاى اصلى آب و همچنین مسطح کردن زمین هاى ناهموار مى باشند. بنا به گفته مسئولان براى اسکان ساکنین از خانه هاى پیش ساخته استفاده خواهد شد . جنس خاک محل استقرار کمپ،‌سیلت رسى همراه با ماسه مى باشد، که این لایه تا عمق 3 مترى ادامه دارد ولى لایه هاى زیرین، GC یا GM میباشند. لایه سیلتى رسى از مقاوت بالایى برخوردار است . لازم به ذکر است که جاهى که قبلا در آن محوطه حفر شده بود، دچار هیچگونه تخریبى در اثر زلزله نگردیده است. 1-4-4- منطقه شهر بروات و ادامه خط گسل بم : عکس شماره ( 7) منطقه واقع در خط گسل بم را نشان میدهد. چنانچه مشاهد میشود، هیچگونه جابجائى قائم واقفى در دوطرف خط گسل وجود ندارد و تنها در راستاى جنوب غرب - شمال شرقى و در جهت اعمال نیروى زلزله ، شکستگى ها (Micro fissure) با ابعاد کوتاه وجود دارد. جنس لایه هاى فوق سیلتى رسى است و لایه هاى ماسه بادى و ماسه سیلتى در زیر آن وجود دارد، در نزدیکى این گسل مکان دیگرى در حال آماده سازى براى اسکان موقت ساکنین شهر بروات و حومه میباشد که جنس لایه هاى آن نیز سیلیت رسى میباشد و از مقاومت خوبى برخوردار است. 1-4-5- منطقه ارگ جدید بم : این منطقه در حدود 15 کیلومترى از شهر بم، حدود 8 کیلومترى از شهر بروات و 10 کیلومترى از گسل بم قرار دارد. این منطقه داراى بناهایى است که با اصول مهندسى سازه ساخته شده اند. از جمله، کارخانه اتومبیل سازى دوو در این منطقه قرار دارد و بناهاى ادارى، مجموعه مسکونى، ورزشى و تفریحى در این منطقه ساخته شده اند ولى با وجود زلزله به هیچیک از بناهاى مذکور آسیبى وارد نشده است. عکس شماره ( 8) زمین حفارى شده به عمق 5 متر از جنس لایه هاى سیتیى رسى و ماسه سیلتى رادر کنار یک ساختمان در حال اجراى سقف تیرچه بلوک نشان میدهد. در اثر زلزله، بناى در حال ساخت، تخریب نشده است و حتى تیرهاى جوبى حائل سقف ها نیز جابجا نشده است زمین این منطقه از لحاظ ژئوتکنیکى، داراى مقاومت زیادى است و ساختمانهاى با اجراى مناسب و ساخت وسازه هاى مهندسى نشان میدهد که : زلزله با قدرت زیاد، قادر به خراب کردن ساختمانها نبوده است. عکس شماره 6: سکانس رسوبات منطقه اسکان موقت ساکنین شهر بم عکس شماره 7: نمائى از محل گسل در شرق شهر بم عکس شماره 8: نمائى از مقطع عرضى رسوبات ارگ جدید شهر بم عکس شماره 9: سکانس رسوبات در جنوب شهر بم عکس شماره 10: نمائى از محل استقرار یگان هوائى سپاه که در نزدیکى مخازن نفت شهر بم 1-4-10- منطقه احداث پست برق 20/132 کیلو ولت شهر بم : پروژه مذکور در شمال شهرستان بم و در دهستان خواجه عسگر قراردارد. کروکى محل حداث پست برق نشان میدهد که دو رشته متناوب از اطراف این پست برق میگذرند . پروفیل خاک محل پروژه به ترتیب داراى رده هاى : SM ( ماسه سیلیتى همراه با گراول )، SP ( ماسه با دانه بندى بد به همراه با لاى و رس) ، GP و GW ( گروال، با دانه بندى بد و خوب همراه بالاى و ماسه) میباشند. ]3 [ با توجه به پارامترهاى فیزیکى و مکانیکى موجود اعم از وزن مخصوص طبیعى خاک برابر 2 گرم بر ساتییمتر مکعب و زاویه اصطکاک داخلى برابر 32 و تعداد ضربات SPT بیش ار 50 براى لایه هاى گوناگون،‌ میتوان استحکام این منطقه را در حالت بالائى قلمداد نمود. عمق گمانه هاى حفر شده تا 10 متر میباشد. (5) لازم به ذکر است که این پروژه در بهمن ماه 1381 انجام پذیرفته است و سطح آب زیر زمینى در حین حفارى مشاهده نشده است. 1-4-11- پل ارتباطى شهر بم - کرمان : این پل در ابتداى شهر بم در نزدیکى روستاى بایکم قرار دارد . این پل با طولى در حدود 50 متر و ارتفاع 5 متر، داراى 5 دهانه 10 مترى است. با توجه به پایه هاى پل که با بتن مسلح بر روى شالوده هاى شمعى قرار گرفته اند و اصول مهندسى سازه را رعایت نموده اند، در هنگام وقوع زلزله، هیچگونه آسیبى به پل وارد نگردیده است. عکس شماره 11 : نمائى از پل ارتباطى شهر بم - کرمان : 1-5- نتیجه گیرى : با توجه به تحقیقات صحرائى و اطلاعات موجود، نتایج به شرح زیر اعلام میگردد: - به طور کلى محدوده عمومى شهر بم و اطراف از استحکام کافى در برابر حوادث غیر مترقبه مانند زلزله برخوردار میباشند. عدم فرو ریختن یا کج شدگى و وارونگى ساختمانها، عدم ریزش تیرهاى چراغ برق، عدم نشست زمین، عدم خرابى جاده هاى مواصلاتى در شهر و اطراف، عدم کنده شدن درختان و غیره این ادعا را ثابت مینماید. - در تمامى تحقیقات صحرائى، سطح آب زیر زمینى مشاهده نشده است و گزارشهاى شرکت سهامى آب منطقه کرمان در مورد مطالعات آب مشروب شهر بم و اطراف، سطح آبهاى زیرزمین تراعمق حدود 40 متر ثبت رسانیده اند. (5 و 6 و 7) - با وجود لایه ها و لنزهاى ماسه اى، هیچگونه پتانسیل روانگرایى در منطقه مشاهده نشده است بنابراین منطقه داراى زهکشى مناسب، دانسیته نسبتا بالا و مناطق غیر اشباع میباشد. - کانون مرکز زلزله در نزدیکى سطح زمین میباشد و شاید از دلایل اصلى خرابیهاى فراوان شهرباشد. - ساخت و سازه هاى غیر مهندسى و عدم انطباق با آیبن هاى اجرایى موجود، عامل اصلى خرابیهاى شهر میباشد. ساختمانهاى خشتى و مصالح بنایى غیر استاندارد، استفاده نادرست از تیرهاى جوبى و آهنى براى سقف ساختمانها،‌ عدم استفاده از کلاف بندى در میل گردها، عدم استفاده از جوش صحیح در اتصال تیرآهنها، عدم استاندارد بودن بتن هاى مصرفى، بکارگیرى خشت هاى خام در ساخت دیوارها وسقف ها و غیره باعث خرابى فراوان در بناهاى موجود گردیده است. - فرهنگ سنتى شهر سازى در نواحى کویرى، عدم نظارت کافى در ساخت و سازها نزد کارفرماهاى دولتى و خصوصى و اقتصاد ناکافى دراستفاده از اصول مهندسى ساخت و سازها، باعث گستردگى هر چه بیشتر خرابیها میباشند. 1-6- پیشنهادات : - گروه ژئوتکنیک سازمان زمین شناسى و اکتشافات معدنى کشور،‌بنابر ملاحظات فرهنگى، اقتصادى و سیاسى، منطقه عمومى شهر قدیم بم را با رعایت حریم از محل گسلهاى موجود در منطقه و رودخانه اصلى شهراولویت اول براى ساخت شهر جدید بم را پیشنهاد مینماید. - در ساخت جدید شهر بم، میبایست اصول مهندسى ژئوتکنیک و سازه، بر طبق آئین نامه هاى موجود، کاملا رعایت گردد. در کلیه موارد ساخت و ساز، نظارت هاى دائمى صورت پذیرد. - قسمتى از شهر به عنوان موزه به صورت دست نخورده باقى بماند تا درسى براى حال و آیندگان از عدم اجراى صحیح وغیر مهندسى باقى بماند . 1-7- منابع: 1- مطالعات ژئوتکنیک پروژه مخزن هزارمتر مکعبى ذخیره آب شهرک صنعتى بم- شرکت سهامى آزمایشگاه فنى و مکانیک خاک استان کرمان- دیماه 1382. 2- مطالعات ژئوتکنیک پروژه پست برق 132 کیلوولت بم- شرکت سهامى آزمایشگاه فنى و مکانیک خاک استان کرمان- بهمن ماه 1381. 3- مطالعات ژئوتکنیک پروژه پست برق بم- شرکت سهامى آزمایشگاه فنى و مکانیک خاک استان کرمان- بهمن ماه 1380. 4- مطالعات ژئوتکنیک پروژه ساختمان فرماندارى شهرستان بم- مهندسین مشاور ساخت آزما (استان کرمان)- بهمن ماه 1381. 5- گزارش پمپاژ جاههاى بهره بردارى و اکتشافى: محدوده مطالعاتى: بم - نرماشیر- رحمت آباد- شرکت فنى و مهندسى تهران فن پویش- کارفرما: شرکت سهامى آب منطقه اى استان کرمان - تابستان 1380. 6- گزارش ادامه مطالعات منابع آب شهردشت بم - نرماشیر- کارفرما: شرکت سهامى آب منطقه اى استان کرمان- بهمن ماه 1373. 7- گزارش مطالعات مرحله اول آب مشروب شهربروات- کارفرما: شرکت سهامى آب منطقه اى استان کرمان- مهندسین مشاور دوسارى - خرداد ماه 1372. 8- گزارش مقدماتى زمین لرزه ویرانگر 5 دیماه 1382 شهرستان بم - سازمان زمین شناسى و اکتشافات معدنى کشور - 8 دیماه 1382 . 9- گزارش مقدماتى زمین لرزه 5 دیماه 1382 شهرستان بم - سازمان زمین شناسى و اکتشافات معدنى کشور - دیماه 1382 .