एखाद्या इमारतीचा पाया कोणत्या प्रकारचा असावा आणि किती मजबूत असावा, हे ठरवताना अभियंते नेमकं काय पाहतात? फक्त मातीचा रंग पाहून किंवा खडक लागला की तिथे पाया बांधायचा निर्णय घेतला जात नाही, तर प्रत्यक्षात जमिनीची ताकद मोजण्यासाठी एक अत्यंत महत्त्वाची प्रक्रिया केली जाते-बोअरहोलचं खोदकाम सुरू असताना नमुने घेण्यासाठी SPT (Standard Penetration Test) ही चाचणी केली जाते.
बांधकामाच्या जागेवर सुरू असलेल्या बोअरहोल खोदकाम यंत्राजवळ उभं राहिल्यावर कधीकधी ठराविक अंतराने जोराचे ‘ठोके’ आपल्याला ऐकू येतात. अनेकांना तो फक्त खोदकाम करणाऱ्या यंत्राचा आवाज वाटतो. पण अभियंत्यांसाठी हे ठोके म्हणजे जमिनीचा ‘रिपोर्ट’ असतो. जसं हृदयाच्या ठोक्यांवरून डॉक्टर ईसीजी किंवा २-डी इको यंत्राच्या सहाय्याने हृदय किती सक्षम अथवा कमकुवत झालं आहे, याचा अंदाज बांधतात, काहीसं तसंच SPT यंत्राच्या ठोक्यांवरून अभियंते जमिनीच्या वजन पेलायच्या क्षमतेचा अंदाज बांधतात.
SPT म्हणजे काय?
बोअरहोलच्या खोदकामादरम्यान एका विशिष्ट उपकरणाला (नमुने घेणारा Sampler) ७५ सेंटिमिटर उंचीवरून ६३.५ किलो वजनाच्या सहाय्याने खाली आपटलं जातं आणि ते उपकरण जमिनीत किती सहज शिरतं, ते पाहिलं जातं. जर कमी ठोक्यांमध्ये हे उपकरण जमिनीच्या आत गेलं, तर जमीन तुलनेने मऊ समजली जाते. पण जर जास्त ठोके लागले, तर जमीन अधिक घट्ट किंवा मजबूत असल्याचे संकेत मिळतात. सोप्या भाषेत सांगायचे तर: ‘जमीन किती विरोध करते?’ याचं मोजमाप म्हणजे SPT.
पण फक्त “मजबूत जमीन” पुरेशी असते का?
तर नाही. कारण जमिनीचे वेगवेगळे थर हे वेगवेगळ्या वजन पेलायच्या क्षमतेमुळे आणि त्यातून वाहणाऱ्या पाण्याच्या कमी-अधिक प्रवाहामुळे वेगवेगळ्या प्रकारे त्यावर येणाऱ्या वजनाला कशा प्रकारे सामोरे जाऊन विरोध करतात (किंवा खचतात) आणि वजन पेलतात, हे अवलंबून असतं. काही वर्षांपूर्वी एका प्रकल्पात वरचा थर मजबूत वाटत असल्याने पायाची संरचना त्यावर आधारित अशी करण्यात आली; मात्र खालील मऊ थरांचा परिणाम पुरेसा लक्षात न आल्यानं नंतर काही भागात इमारत असमान पद्धतीनं खचल्याचं (differential settlement) दिसून आलं. यातून एक महत्त्वाची गोष्ट स्पष्ट होते- जमिनीची खरी ताकद ही फक्त एका ठिकाणावर किंवा एका थरावर ठरत नाही.
खडक लागला म्हणजे चिंता संपली?
हेही नेहमीच खरं नसतं. काही वेळा खोदकामादरम्यान खडक लागताच ‘आता जमीन सुरक्षित’ असा समज होतो. पण प्रत्यक्षात काही खडकांमध्ये नैसर्गिक तडे, झीज किंवा पाण्यामुळे कमकुवत झालेले भाग असू शकतात. त्यामुळे खडकाची गुणवत्ता तपासणंही तितकंच महत्त्वाचं असतं. मुंबईतल्या काही खोल तळघर प्रकल्पांमध्ये प्रत्यक्ष बांधकामाच्या खोदकामादरम्यान बोअरहोलमध्ये आढळलेल्या थरांपेक्षा वेगळे थर आढळल्यानं पायाच्या संरचनेत बदल करावे लागल्याची उदाहरणं आहेत. म्हणजेच, जमीन अनेकदा शेवटच्या क्षणीही प्रत्यक्ष पायाच्या ठिकाणी नवे संकेत देऊ शकते. कारण संपूर्ण भूखंडावर बोअरहोल घेतले जात नसून, नमुन्यादाखल केवळ दोन-तीन बोअरहोल संपूर्ण भूखंडावर घेतले जातात. त्यामुळे प्रत्यक्ष पाया जिथे येतो. त्या ठिकाणच्या जमिनीखालच्या थरांमध्ये बोअरहोलमध्ये आढळलेल्या थरांपेक्षा तफावत असू शकते.
नमुने इतके महत्त्वाचे का?
बोअरहोलच्या खोदकामादरम्यान घेतलेले मातींचे आणि खडकांचे नमुने प्रयोगशाळेत तपासले जातात. त्यातून मातीची ताकद, खचण्याची शक्यता, पाणी झिरपण्याची क्षमता, भार पेलण्याची क्षमता यांचा अंदाज घेतला जातो. जर नमुना योग्य पद्धतीने घेतला गेला नाही, तर संपूर्ण निष्कर्ष चुकीचा ठरू शकतो.
सामान्य नागरिकांनी काय लक्षात ठेवावं?
ड्रिलिंग आणि चाचण्या ही केवळ दाखवण्यापुरती औपचारिकता नसते. “Soil Testing झालं” एवढंच नव्हे, तर ते किती अचूक झालं आहे, हेही महत्त्वाचं आहे. प्रत्यक्ष पायाच्या जागेवर जमिनीचे संकेत नीट समजून घेतल्यावरच सुरक्षित पायाची संरचना तयार होते. पुढल्या भागात आपण जमिनीखाली पाणी कुठे असतं? भूजल पातळी (Groundwater Table) बांधकामासाठी का महत्त्वाची असते? आणि तळघर, मेट्रो किंवा खोल खोदकामांवर त्याचा कोणता परिणाम होऊ शकतो?, याविषयी जाणून घेणार आहोत.
(भू-तांत्रिक अभियंता, संशोधक आणि सल्लागार)
anaokarm@yahoo.co.in
