🏗️ Eraikuntza — zulaketa sakonaren monitorizazioa Modelo bizia
Bost puntal-mailak sostengatutako 15 m-ko zulaketa baten obra-ingeniaria zara, hormaren atzean 6 m-ra eraikin bat duena. Simulatutako egun bakoitzean ereduak zure erritmoan zulatzen du, puntal-taldeak hurrengo maila instalatzen uzten du, hormaren zenbat dagoen eutsi gabe dagoenaren arabera horma okertzen du, mugimendua eraikinaren azpiko asentamendu-ontzi batera zabaltzen du, eta lurpeko ura jaisten du zuk ponpatzen duzun lekuan. Obrak ikusten duena ikusten duzu: inklinometro- eta asentamendu-irakurketak neurketa-errorearekin. Simulazio hezigarria baino ez da — zenbakiak ilustratiboak dira eta hau ez da ingeniaritza-diseinuaren aholkua.
Zer ikasiko duzu
Zergatik erabakitzen duen eutsi gabeko altuerak hormaren mugimendua: zurruntasuna luzearen laugarren berredurarekin jaisten da, beraz gehiegi zulatutako metro batek garaiz zulatutako metro batek baino askoz gehiago kostatzen du.
Dewatering-ak zulaketaren oinarria goratzea nola eragozten duen — eta zergatik trinkotzen duen mailaren jaitsiera berak ondoko eraikinaren azpiko buztina.
Behaketa-metodoa praktikan: abiarazte-mailak, irakurketa zaratatsuak eta behar izan aurretik planifikatutako larrialdi-ekintzak.
Simulagailua
Denbora 0 egun
━Puntala instalatuta
┅Puntala instalatzen
▼Gehiegi zulatutako aurpegia
✓Alerta-mailaren azpian
!Alerta-mailara iritsi da
‼Ekintza-mailara iritsi da
▤Lur-berma
┄Akuiferoaren presio-altuera
Kontrolak
Egunean kendutako sakonera-metroak. 0k induskailuak gelditzen ditu.
Gelditu zulaketa hurrengo puntal-mailatik 0,5 m beherago, puntal hori instalatu arte.
Puntal berri bakoitzean blokeatutako jack-indarra, bere diseinu-kargaren zati gisa. Hemendik aurrera instalatzen diren puntalei aplikatzen zaie.
Utzi edo jarri lurra hormaren oinean: aurpegi irekia eusten du (−2 m eutsi gabeko altuera) baina bertan dagoen bitartean ezin da zulatu.
Zuloaren barruko putzuetatik ponpatzea. Oinarriaren azpiko — eta inguruko — akuiferoaren presioa jaisten du.
Eraikinaren ondoan injektatutako ura, haren azpiko lurpeko ura goian eusteko. Ponpatutako ura berrerabilita da, eta injekzio-putzuak buxatu egiten dira, beraz ponpatutako emariaren % 55 gehienez itzul daiteke. Gainera, uraren jaitsierari kontra egiten dio.
Adierazleak
Eraikinaren asentamendua (irakurketa)
0,0mm
normala
Hormaren flexioa (inklinometroa)
0,0mm
normala
Eraikinaren distortsio angeluarra
0,00‰
normala
Oinarriaren goratzearen segurtasun-faktorea
1,97
normala
Eraikinaren asentamendua (eredua)
0,0 mm
Hormaren flexioa (eredua)
0,0 mm
Eguneko asentamendu-aldaketa
0,0 mm/d
Zulaketaren sakonera
0,0 m
Eutsi gabeko altuera
0,0 m
Beheko puntalaren karga
0 %
Instalatutako puntal-mailak
0
Mailaren jaitsiera zuloaren azpian
0,0 m
Mailaren jaitsiera eraikinaren azpian
0,0 m
Kontsolidazio-asentamendua
0,0 mm
Gehiegi zulatutako egunak
0 d
Orain arte ponpatutako ura
0 10³ m³
Benetan injektatutako errekarga
0 m³/h
Joera
Krisi-agertokiak
1. maila · Zulatu puntalen erritmoan
Induskailuek egunean 0,8 m har dezakete eta programak erritmo hori nahi du. Puntal-taldeak bi egun behar ditu maila bakoitzeko eta zulaketa maila horren azpitik 0,5 m dagoenean bakarrik has daiteke, beraz erritmo osoan aurpegia euskarritik aurrera doa. Hormaren atzeko eraikinaren jabeak 12 mm-ko asentamendu-muga adostu du. Iritsi 15 m-ko formaziora 40 egunetan, mantendu eraikina 12 mm azpitik eta hormaren flexioa 15 mm azpitik.
Eraikinaren asentamendua ez da inoiz 12 mm baino handiagoa
Hormaren flexioa amaieran ≤ 15 mm
Iritsi 15 m-ko sakoneraraino
2. maila · Dewatering bizilagun baten azpian
Harea-akuifero konfinatu bat dago 22 m-ko sakoneran. 9 m inguruaz behera, oinarriaren azpian geratzen den lurrak ezin dio eutsi haren ur-presioari, beraz akuiferoa ponpatu egin behar da zulaketa sakontzen den heinean — oinarriaren goratzearen segurtasun-faktorea gutxienez 1,2 denbora osoan. 8. egunean dewatering taldeak putzuak 450 m³/h-ra irekitzen ditu. Ondoko eraikinaren azpian buztin-geruza bat dago akuiferoaren gainean. Isurketa-baimenak 280 mila m³ onartzen ditu lan osorako. Iritsi 15 m-ra 45 egunetan, amaieran eraikinaren asentamendua 30 mm-ren barruan dela.
Oinarriaren goratzearen segurtasun-faktorea ez da inoiz 1,2 azpitik jaisten
Eraikinaren asentamendua amaieran ≤ 25 mm
Guztira ponpatua ≤ 280 mila m³ (isurketa-baimena)
Iritsi 15 m-ko sakoneraraino
3. maila · Altzairua berandu dator
Kontratistak etenik gabe zulatzen du egunean 0,7 m-ko erritmoan gelditze-punturik gabe, eta puntal-taldeak orain arte erritmoari eutsi dio. 15. egunean, aurpegia dagoeneko laugarren puntal-mailan dagoela, maila horretarako altzairua aste batez atzeratzen da. 1–3 puntalak jarrita daude. Mantendu beheko puntala bere diseinu-kargaren barruan eta hormaren desbideratzea 30 mm-tik behera, eta iritsi hala ere 15 m-ra 30. egunerako.
Beheko puntalaren karga ez da inoiz diseinuaren % 100 baino handiagoa
Hormaren flexioa amaieran ≤ 30 mm
Iritsi 15 m-ko sakoneraraino
Oinarria — zenbakien atzean dagoen eredua
Simulagailuak erabiltzen duen erlazio bakoitza, bere iturriarekin. Hipotesi gisa markatutako konstanteak kalibrazio ilustratiboak dira.
Clough eta O'Rourke-ren sistemaren zurruntasuna: hormaren flexio-zurruntasuna eutsi gabeko luzearen laugarren berredurarekiko.
S = EI / (γw · h⁴), h = depth − lowest strut level (unsupported height)[3][5]
Zulatutako metro bakoitzak flexioa gehitzen du sistemaren zurruntasuna jaitsi ahala gora egiten duen erritmoan; aurrekargak murrizten du, gelditze-puntua baino sakonagoa den aurpegi irekiak mugitzen jarraitzen du.
Δδh = ΔH · ρ(S) · (1 − 0.8·preload); ρ(%) = clip(2.3 − 0.7·log10 S, 0.12, 1.6); creep 2.5 mm/d per m of h above 3.5 m (berm −2 m)[3][5][10]Irakaskuntzarako magnitude ilustratiboak, ez benetako lekuren baterako balioak.
Hormaren atzeko lurzoruaren asentamendua: hormaren flexioaren 0,75 × inguru, 0,75 H arte laua, 2 H-n zerora arte lausotzen da (buztin biguna-ertainaren inguratzailea).
δv,max = 0.75·δh,max; δv(d) = δv,max for d ≤ 0.75H, × (2 − d/H)/1.25 to 0 at d = 2H[3][4]
Oinarriaren azpian geratzen den lurzoruak akuiferotik gorantz bultzatzen duen ur-presio estutua gainditu behar du pisuz.
Thiem-en emari egonkorra: mailaren jaitsiera putzuekiko distantziaren logaritmoarekin jaisten da; errekarga-putzuek kontrako efektua gehitzen dute.
s(r) = Q/(2πT)·ln(R/r) − Q_r/(2πT)·ln(R/r_r) (steady radial flow, superposition; heads lag the steady state with τ = 1.5 d); Q_r ≤ 0.55·Q[9]Irakaskuntzarako magnitude ilustratiboak, ez benetako lekuren baterako balioak.
Terzaghi-ren 1D kontsolidazioa: jaitsitako ur-presioa egunetan zehar buztinean barreiatzen da, eta buztina trinkotzen da esfortzu eraginkorra handitzen den heinean.
β = (s_near − s_far) / L; 1/500 = 2 ‰ (limit where cracking is not acceptable), 1/300 = 3.3 ‰ (first cracking)[6][7]
Peck-en lurraren presio nabaria beheko puntalean bere inguruko altueran; zenbat eta sakonagoa aurpegi irekia, orduan eta gehiago eramaten du.
P = 0.3·γ·H · (half span above + h) · 5 m ≥ preload; shown as % of design load 2400 kN[2]Irakaskuntzarako magnitude ilustratiboak, ez benetako lekuren baterako balioak.
Tresnen irakurketek neurketa-errorea dute — irakurri joerak, ez balio bakanak.
reading = true value + N(0, σ); σ = 0.5 mm (settlement points), 1.0 mm (inclinometer)[1]Irakaskuntzarako magnitude ilustratiboak, ez benetako lekuren baterako balioak.
Ereduak erabiltzen dituen konstanteak
final depth 15 m · struts at 1, 4, 7, 10, 13 m, 5 m apart along the wall, crew starts 0.5 m below a level and needs 2 days · over-excavation allowance 4 m unsupported · wall 0.8 m concrete (EI = 1.28 GN·m²/m per m) · γ = 19 kN/m³ · building 12 m long, near edge 6 m behind the wall · water table 1 m · aquifer T = 300 m²/d, R = 400 m, excavation radius 12 m, recharge line 4 m behind the wall (effective radius 3 m) · clay 5 m above the aquifer, m_v = 0.2 /MPa, c_v = 0.15 m²/d · ground factors lognormal (σ 0.10 wall, 0.15 m_v, 0.20 c_v) · base unworkable below FS 1.05 · recharge capped at 55 % of the water pumped (supply from the discharge, well clogging)Irakaskuntzarako magnitude ilustratiboak, ez benetako lekuren baterako balioak.
Ausazkotasuna: hazi bidezko mulberry32 sorgailua; erabilitako banaketak — uniformea, esponentziala (alderantzizko CDF), normala (Box–Muller), Poisson (Knuth). Hazia erakusten da eta partekatu daiteke.
R. B. Peck — Deep excavations and tunneling in soft ground (apparent earth-pressure diagrams for braced cuts) — Proc. 7th ICSMFE, Mexico City, State-of-the-Art Volume, 225–290, 1969
G. W. Clough, T. D. O'Rourke — Construction induced movements of in-situ walls (system stiffness EI/(γw·h⁴), settlement envelopes) — ASCE Geotechnical Special Publication 25, Design and Performance of Earth Retaining Structures, 439–470, 1990
C.-Y. Ou — Deep Excavation: Theory and Practice (upheaval / uplift check against a confined aquifer, dewatering, strut preload) — Taylor & Francis, 2006