🏗️ Bau — Iwwerwaachung vun der déiwer Baugrouf Live-Modell
Dir sidd de Chantier-Ingenieur fir eng 15 m déif Baugrouf, déi vu fënnef Steifenniveauen ofgestëtzt gëtt, mat engem Gebai 6 m hannert der Wand. All simuléierten Dag baggert de Modell mat Ärer Rate, léisst d'Steifencrew dat nächst Niveau abauen, biegt d'Wand dovunner ofhängeg, wéi vill dovun onofgestëtzt ass, verdeelt d'Bewegung an eng Setzungsmuld ënner dem Gebai a senkt d'Grondwaasser iwwerall, wou Dir pompelt. Dir gesitt, wat de Chantier gesäit: Inklinometer- a Setzungsmiesswäerter mat Moossfeeler. Nëmmen eng Léier-Simulatioun — d'Zuele si illustrativ an dëst ass keng Berodung fir d'Ingenieursplanung.
Wat Dir léiere wäert
Firwat déi onofgestëtzt Héicht d'Wandbewegung bestëmmt: d'Steifegkeet fält mat der véierter Potenz vun der Spannweet, dofir kascht ee Meter, deen ze vill ofgebaggert gëtt, vill méi wéi ee Meter, deen op Zäit ofgebaggert gëtt.
Wéi d'Waasserhaltung verhënnert, datt sech d'Baugroufsohl hieft — a firwat déiselwecht Absenkung den Toun ënner engem Nopeschgebai konsolidéiert.
D'Observatiounsmethod an der Praxis: Ausléiseniveauen, geräischvoll Miesswäerter an Eventualitéitsaktiounen, déi geplangt sinn, ier se gebraucht ginn.
Simulator
Zäit 0 d
━Steif agebaut
┅Steif gëtt agebaut
▼Zevill ofgebaggert Fläch
✓Ënner dem Alarmniveau
!Alarmniveau erreecht
‼Aktiounsniveau erreecht
▤Buedembärm
┄Drockhéicht vum Grondwaasserleeder
Reegler
Meter Déift, déi pro Dag ofgedroe ginn. 0 stoppt d'Bagger.
D'Baggeren 0,5 m ënner dem nächste Steifenniveau stoppen, bis dës Steif agebaut ass.
Presskraaft, déi an all nei Steif agespaant gëtt, als Undeel vun hirer Auslegungslaascht. Gëlt fir Steifen, déi ab elo agebaut ginn.
Buedem um Fouss vun der Wand loossen oder opbréngen: en ofstëtzt déi oppe Fläch (−2 m onofgestëtzt Héicht), awer et ka kee Buedem ofgebaggert ginn, solaang en do ass.
Pompele vun de Brunnen an der Baugrouf. Senkt den Drock vum Grondwaasserleeder ënner der Sohl — an dorëms.
Waasser, dat beim Gebai agespraut gëtt, fir d'Grondwaasser ënnert him ze halen. Et ass dat ofgepompelt Waasser, dat nei benotzt gëtt, an Infiltratiounsbrunne verstoppen, dofir kënnen héchstens 55 % vum ofgepompelte Volumenstroum zréckgefouert ginn. Et wierkt och der Waasserhaltung entgéint.
Indikatoren
Gebaisetzung (Miesswäert)
0,0mm
normal
Wanddurchbiegung (Inklinometer)
0,0mm
normal
Wénkelverdréiung vum Gebai
0,00‰
normal
Sécherheetsfaktor géint Sohlhebung
1,97
normal
Gebaisetzung (Modell)
0,0 mm
Wanddurchbiegung (Modell)
0,0 mm
Setzungsännerung pro Dag
0,0 mm/d
Baggerdéift
0,0 m
Onofgestëtzt Héicht
0,0 m
Laascht vun der ënnerschter Steif
0 %
Agebaut Steifenniveauen
0
Absenkung ënner der Baugrouf
0,0 m
Absenkung ënner dem Gebai
0,0 m
Konsolidéierungssetzung
0,0 mm
Deeg zevill ofgebaggert
0 d
Bis elo ofgepompelt Waasser
0 10³ m³
Tatsächlech infiltréiert
0 m³/h
Tendenz
Kriszeszenarien
Niveau 1 · Baggeren am Tempo vun de Steifen
D'Bagger kënnen 0,8 m pro Dag huelen, an de Programm wëll dëst Tempo. D'Steifencrew brauch zwee Deeg pro Niveau a ka just ufänken, wann d'Baggeren 0,5 m ënner him ass; bei vollem Tempo leeft d'Fläch also virun der Ofstëtzung. De Besëtzer vum Gebai hannert der Wand huet sech op eng Setzungsgrenz vun 12 mm geeënegt. Erreecht d'Formatiounsniveau vu 15 m bannent 40 Deeg, haalt d'Gebai ënner 12 mm an d'Wanddurchbiegung ënner 15 mm.
Gebaisetzung ni iwwer 12 mm
Wanddurchbiegung um Enn ≤ 15 mm
15 m Déift erreechen
Niveau 2 · Waasserhaltung ënner engem Noper
En gespaanten Sandgrondwaasserleeder läit 22 m déif. Ënner ongeféier 9 m kann de Buedem, deen ënner der Sohl bleift, den Drock vum Waasser net méi ofhalen, dofir muss de Grondwaasserleeder ofgepompelt ginn, sou wéi d'Baggeren méi déif geet — Sécherheetsfaktor géint Sohlhebung déi ganz Zäit op d'mannst 1,2. Um Dag 8 mécht d'Waasserhaltungsequipe d'Brunnen op 450 m³/h op. Eng Lehmschicht läit uewen um Grondwaasserleeder ënner dem Nopeschgebai. D'Aleedungsgeneemegung erlaabt 280 dausend m³ fir de ganze Chantier. 15 m an 45 Deeg erreechen, mat enger Gebaisetzung um Enn vun héchstens 30 mm.
Sécherheetsfaktor géint Sohlhebung ni ënner 1,2
Gebaisetzung um Enn ≤ 25 mm
Total ofgepompelt ≤ 280 dausend m³ (Aleedungsgeneemegung)
15 m Déift erreechen
Niveau 3 · De Stol ass ze spéit
D'Entreprise baggert ouni Ënnerbriechung mat 0,7 m pro Dag an ouni Stoppunkten, an d'Steifenequipe ass bis elo nokomm. Um Dag 15, wann d'Baggerfront schonn um véierte Steifenniveau ass, gëtt de Stol fir dësen Niveau eng Woch opgehalen. D'Steifen 1–3 sinn agebaut. Haalt déi ënnerscht Steif bannent hirer Auslegungslaascht an d'Wanddurchbiegung ënner 30 mm, an erreecht trotzdem 15 m bis den Dag 30.
Laascht vun der ënnerschter Steif ni iwwer 100 % vun der Auslegungslaascht
Wanddurchbiegung um Enn ≤ 30 mm
15 m Déift erreechen
Basis — de Modell hannert de Zuelen
All Relatioun, déi de Simulator notzt, mat hirer Quell. Konstanten, déi als Annahme markéiert sinn, si Beispillkalibréierungen.
Systemsteifegkeet no Clough & O'Rourke: d'Biegesteifegkeet vun der Wand duerch déi véierte Potenz vun der onofgestëtzter Spannweet.
S = EI / (γw · h⁴), h = depth − lowest strut level (unsupported height)[3][5]
All Meter, deen ofgebaggert gëtt, füügt Durchbiegung mat enger Rate derbäi, déi klëmmt, wann d'Systemsteifegkeet fält; Virspannung senkt se, eng oppe Fläch, déi déifer ass wéi de Stoppunkt, kréicht weider.
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]Illustrativ Gréisstenuerdnunge fir de Léierzweck, keng Wäerter fir e richtege Chantier.
Buedensetzung hannert der Wand: ongeféier 0,75 × d'Wanddurchbiegung, flaach bis 0,75 H, ofhuelend op null bei 2 H (Enveloppe fir weichen bis mëttelsteife Toun).
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 Buedem, dee ënner der Sohl bleift, muss méi schwéier sinn wéi de gespaanten Waasserdrock, dee vum Grondwaasserleeder no uewen dréckt.
Thiem-Stationärstroum: d'Absenkung fält mam Logarithmus vun der Distanz vun de Brunnen; Infiltratiounsbrunnen bréngen den ëmgekéierten Effekt derbäi.
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]Illustrativ Gréisstenuerdnunge fir de Léierzweck, keng Wäerter fir e richtege Chantier.
Terzaghi-1-D-Konsolidéierung: de gesenkten Waasserdrock diffundéiert iwwer Deeg an den Toun, an den Toun gëtt zesummegedréckt, wann déi effektiv Spannung klëmmt.
Wénkelverdréiung: Ënnerscheed vun der Setzung iwwer d'Gebai gedeelt duerch seng Längt, am Verglach mat de Grenze vum Bjerrum.
β = (s_near − s_far) / L; 1/500 = 2 ‰ (limit where cracking is not acceptable), 1/300 = 3.3 ‰ (first cracking)[6][7]
Scheinbaren Äerddrock no Peck op déi ënnescht Steif iwwer hir zougehéireg Héicht; wat déifer d'oppe Fläch ass, wat si méi dréit.
P = 0.3·γ·H · (half span above + h) · 5 m ≥ preload; shown as % of design load 2400 kN[2]Illustrativ Gréisstenuerdnunge fir de Léierzweck, keng Wäerter fir e richtege Chantier.
Instrumentelieschtunge enthalen Moossfeeler — Tendenzen liesen, net eenzel Wäerter.
reading = true value + N(0, σ); σ = 0.5 mm (settlement points), 1.0 mm (inclinometer)[1]Illustrativ Gréisstenuerdnunge fir de Léierzweck, keng Wäerter fir e richtege Chantier.
Konstanten, déi de Modell notzt
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)Illustrativ Gréisstenuerdnunge fir de Léierzweck, keng Wäerter fir e richtege Chantier.
Zoufall: e Mulberry32-Generator mat Seed; benotzt Verdeelungen — uniform, exponentiell (invers CDF), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). De Seed gëtt ugewisen a kann deelt ginn.
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