🏗️ Bouwurk — tafersjoch op in djippe útgraving Live model
Jo binne de bouplakyngenieur fan in útgraving fan 15 m dy’t stipe wurdt troch fiif nivo’s stempels, mei in gebou 6 m efter de muorre. Elke simulearre dei graaft it model mei jo tempo, lit de stempelploech it folgjende nivo pleatse, bûgt de muorre neffens hoefolle derfan net stipe is, ferspriedt de beweging nei in sakkingskom ûnder it gebou en ferleget it grûnwetter wêr’t jo pompe. Jo sjogge wat de bouplak sjocht: inklinometer- en sakkingsôflêzings mei mjitflaters. Allinnich in oefensimulaasje — de sifers binne yllustratyf en dit is gjin advys foar technysk ûntwerp.
Wat jo leare sille
Wêrom de net stipe hichte de muorrebeweging bepaalt: de stivens nimt ôf mei de fjirde macht fan de oerspanning, dus ien te djip groeven meter kostet folle mear as ien meter dy’t op tiid groeven is.
Hoe ûntwettering foarkomt dat de bodem fan de útgraving opdriuwt — en wêrom deselde fersakking de klaai ûnder in neistlizzend gebou konsolidearret.
De observaasjemetoade yn de praktyk: trigger-nivo’s, lawaaierige ôflêzings en needmaatregels dy’t pland wurde foardat se nedich binne.
Simulator
Tiid 0 d
━Stempel pleatst
┅Stempel wurdt pleatst
▼Te djip groeven front
✓Ûnder it alarmnivo
!Alarmnivo berikt
‼Aksjenivo berikt
▤Grûnberm
┄Drukhichte fan it wetterfierend pakket
Regelers
Meters djipte dy’t per dei fuorthelle wurde. 0 stopet de graafmasines.
Stopje it graven 0,5 m ûnder it folgjende stempelnivo oant dat stempel pleatst is.
Krêft fan de krik dy’t yn elk nij stempel fêstset wurdt, as diel fan de ûntwerpbelêsting. Jildt foar stempels dy’t fan no ôf pleatst wurde.
Lit grûn tsjin de foet fan de muorre stean of set it dêr: it stipet it iepen front (−2 m net stipe hichte), mar der kin net groeven wurde salang’t it der leit.
Pompen út de puten yn de bouput. Ferleget de druk fan it wetterfierend pakket ûnder de bodem — en der omhinne.
Wetter dat by it gebou ynjektearre wurdt om it grûnwetter dêrûnder heech te hâlden. It is it oppompte wetter dat op ’e nij brûkt wurdt, en ynjeksjeputten reitsje ferstoppe, dus op syn heechst 55 % fan it oppompte debyt kin werom de grûn yn. It wurket ek de ûntwettering tsjin.
Yndikatoaren
Sakking fan it gebou (ôflêzing)
0,0mm
normaal
Muorredoarbûging (inklinometer)
0,0mm
normaal
Hoekferfoarming fan it gebou
0,00‰
normaal
Feiligensfaktor tsjin opdriuwing fan de bodem
1,97
normaal
Sakking fan it gebou (model)
0,0 mm
Muorredoarbûging (model)
0,0 mm
Feroaring fan sakking per dei
0,0 mm/d
Útgravingsdjipte
0,0 m
Net stipe hichte
0,0 m
Belêsting fan it leechste stempel
0 %
Pleatste stempelnivo’s
0
Fersakking ûnder de bouput
0,0 m
Fersakking ûnder it gebou
0,0 m
Konsolidaasjesakking
0,0 mm
Dagen te djip groeven
0 d
Oant no ta oppompt wetter
0 10³ m³
Wier ynjektearre wetter
0 m³/h
Trend
Krisissenario's
Nivo 1 · Graaf yn it tempo fan de stempels
De graafmasines kinne 0,8 m per dei dwaan en it programma wol dat tempo. De stempelploech hat twa dagen per nivo nedich en kin pas begjinne as it graven 0,5 m dêrûnder is, dus op folle snelheid rint it front foarút op de stipe. De eigener fan it gebou efter de muorre is in sakkingsgrins fan 12 mm oerienkommen. Berikke it ôfgravingsnivo fan 15 m binnen de 40 dagen, hâld it gebou ûnder 12 mm en de muorredoarbûging ûnder 15 mm.
Sakking fan it gebou nea boppe 12 mm
Muorredoarbûging oan it ein ≤ 15 mm
Berikke 15 m djipte
Nivo 2 · Ûntwettering ûnder in buorman
In ynsletten sânich wetterfierend pakket leit op 22 m djipte. Under sa’n 9 m kin de grûn dy’t ûnder de boaiem oerbliuwt de wetterdruk net mear tsjinhâlde, dus it pakket moat bemealle wurde wylst de ôfgraving djipper giet — feiligensfaktor tsjin opdriuwing fan de bodem hieltyd op syn minst 1,2. Op dei 8 docht de ûntwetteringsploech de puten iepen op 450 m³/h. Boppe op it pakket leit ûnder it buorgebou in klaailaach. De lozingsfergunning stiet 280 tûzen m³ ta foar it hiele projekt. Berik 15 m yn 45 dagen mei in fersakking fan it gebou oan de ein fan op syn heechst 30 mm.
Feiligensfaktor tsjin opdriuwing fan de bodem nea ûnder 1,2
Sakking fan it gebou oan it ein ≤ 25 mm
Totaal oppompt ≤ 280 tûzen m³ (lozingsfergunning)
Berikke 15 m djipte
Nivo 3 · It stiel is let
De oannimmer graaft oanienwei mei 0,7 m deis sûnder hâldpunten, en de stempelploech hat oant no ta byhâlden. Op dei 15, mei it front al op it fjirde stempelnivo, is it stiel foar dat nivo in wike fertrage. Stempels 1–3 sitte deryn. Hâld it leechste stempel binnen syn ûntwerpbelêsting en de muorrefoarmferoaring ûnder 30 mm, en berik dochs 15 m op dei 30.
Belêsting fan it leechste stempel nea boppe 100 % fan de ûntwerpbelêsting
Muorredoarbûging oan it ein ≤ 30 mm
Berikke 15 m djipte
Basis — it model efter de sifers
Elke relaasje dy't de simulator brûkt, mei de boarne. Konstanten dy't as oanname markearre binne, binne yllustrative kalibraasjes.
Systeemstivens neffens Clough & O’Rourke: de buigstivens fan de muorre dield troch de fjirde macht fan de net stipe oerspanning.
S = EI / (γw · h⁴), h = depth − lowest strut level (unsupported height)[3][5]
Elke meter dy’t groeven wurdt foeget doarbûging ta mei in snelheid dy’t tanimt as de systeemstivens ôfnimt; foarspanning ferleget it, in iepen front djipper as it hâldpunt krûpt.
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]Yllustrative grutteoarders foar ûnderwiis, gjin wearden foar in echte bouplak.
Sakking fan de grûn efter de muorre: sa’n 0,75 × de muorredoarbûging, plat oant 0,75 H, ôfnimmend nei nul by 2 H (omhullende foar sêfte oant middelsterke klaai).
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]
De grûn dy’t ûnder de bodem oerbliuwt moat swierder wêze as de druk fan it ynsletten wetter dat fan it wetterfierend pakket omheech triuwt.
Stasjonêre streaming neffens Thiem: de fersakking nimt ôf mei de logaritme fan de ôfstân fan de puten; ynjeksjeputten foegje it tsjinoerstelde effekt ta.
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]Yllustrative grutteoarders foar ûnderwiis, gjin wearden foar in echte bouplak.
Terzaghi’s ientalige konsolidaasje: de ferlege wetterdruk ferspriedt him oer dagen yn de klaai, en de klaai wurdt gearparst as de effektive spanning tanimt.
Hoekferfoarming: ferskil yn sakking oer it gebou dield troch syn lingte, tsjin de grinzen fan Bjerrum.
β = (s_near − s_far) / L; 1/500 = 2 ‰ (limit where cracking is not acceptable), 1/300 = 3.3 ‰ (first cracking)[6][7]
Skynbere grûndruk neffens Peck op it leechste stempel oer syn ynfloedshichte; hoe djipper it iepen front, hoe mear it draacht.
P = 0.3·γ·H · (half span above + h) · 5 m ≥ preload; shown as % of design load 2400 kN[2]Yllustrative grutteoarders foar ûnderwiis, gjin wearden foar in echte bouplak.
Ynstruminteavlêzings hawwe mjitflaters — lês trends, gjin ôfsûnderlike wearden.
reading = true value + N(0, σ); σ = 0.5 mm (settlement points), 1.0 mm (inclinometer)[1]Yllustrative grutteoarders foar ûnderwiis, gjin wearden foar in echte bouplak.
Konstanten dy’t it model brûkt
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)Yllustrative grutteoarders foar ûnderwiis, gjin wearden foar in echte bouplak.
Willekeur: in seeded mulberry32-generator; brûkte ferdielingen — unifoarm, eksponinsjeel (omkearde CDF), normaal (Box–Muller), Poisson (Knuth). It seed wurdt toand en is te dielen.
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