🏗️ Ndërtim — monitorimi i gërmimit të thellë Model i drejtpërdrejtë
Ti je inxhinieri i kantierit për një gërmim 15 m të mbështetur nga pesë nivele mbështetësesh, me një ndërtesë 6 m pas murit. Çdo ditë të simuluar modeli gërmon me ritmin tënd, lë ekipin e mbështetëseve të instalojë nivelin tjetër, e përkul murin sipas asaj sa prej tij është i pambështetur, e përhap lëvizjen në një pellg uljeje nën ndërtesë, dhe ul ujin nëntokësor kudo që pompon. Ti sheh atë që sheh kantieri: lexime inklinometri dhe uljeje me gabim matjeje. Vetëm simulim edukativ — numrat janë ilustrues dhe ky nuk është këshillë projektimi inxhinierik.
Çfarë do të mësosh
Pse lartësia e pambështetur vendos lëvizjen e murit: ngurtësia bie me fuqinë e katërt të hapësirës, kështu që një metër i gërmuar tepër kushton shumë më tepër se një metër i gërmuar në kohë.
Si e pengon largimi i ujit ngritjen e fundit të gërmimit — dhe pse e njëjta ulje niveli konsolidon argjilën nën një ndërtesë fqinje.
Metoda e vëzhgimit në praktikë: nivelet e aktivizimit, lexime me zhurmë dhe veprime emergjente të planifikuara para se të nevojiten.
Simulatori
Koha 0 d
━Mbështetëse e instaluar
┅Mbështetësja po instalohet
▼Front i gërmuar tepër
✓Nën nivelin e alarmit
!Niveli i alarmit u arrit
‼Niveli i veprimit u arrit
▤Berm dheu
┄Lartësia e presionit të ujëmbajtësit
Kontrollet
Metra thellësi të hequr në ditë. 0 i ndalon ekskavatorët.
Ndale gërmimin 0,5 m nën nivelin tjetër të mbështetëses derisa ajo mbështetëse të instalohet.
Forca e krikos e bllokuar në çdo mbështetëse të re, si pjesë e ngarkesës së saj të projektimit. Vlen për mbështetëset e instaluara nga tani.
Lëre ose vendos dhé kundër këmbës së murit: e mbështet frontin e hapur (−2 m lartësi e pambështetur) por nuk mund të gërmohet ndërsa ai është aty.
Pompimi nga pusat brenda gropës. Ul presionin e ujëmbajtësit nën fund — dhe përreth tij.
Ujë i injektuar pranë ndërtesës për të mbajtur lart ujin nëntokësor poshtë saj. Është uji i pompuar i ripërdorur, dhe pusat e injektimit bllokohen, kështu që të shumtën 55 % e rrjedhës së pompuar mund të kthehet. Gjithashtu i kundërvihet largimit të ujit.
Treguesit
Ulja e ndërtesës (lexim)
0,0mm
normale
Devijimi i murit (inklinometër)
0,0mm
normale
Shtrembërimi këndor i ndërtesës
0,00‰
normale
Faktori i sigurisë ndaj ngritjes së fundit
1,97
normale
Ulja e ndërtesës (model)
0,0 mm
Devijimi i murit (model)
0,0 mm
Ndryshimi i uljes në ditë
0,0 mm/d
Thellësia e gërmimit
0,0 m
Lartësia e pambështetur
0,0 m
Ngarkesa e mbështetëses më të ulët
0 %
Nivele mbështetësesh të instaluara
0
Ulja e nivelit nën gropë
0,0 m
Ulja e nivelit nën ndërtesë
0,0 m
Ulja nga konsolidimi
0,0 mm
Ditë të gërmuara tepër
0 d
Ujë i pompuar deri tani
0 10³ m³
Rimbushja e injektuar realisht
0 m³/h
Trendi
Skenarë krizash
Niveli 1 · Gërmo me ritmin e mbështetëseve
Ekskavatorët mund të marrin 0,8 m në ditë dhe programi e do atë ritëm. Ekipi i mbështetëseve ka nevojë për dy ditë për nivel dhe mund të nisë vetëm kur gërmimi është 0,5 m poshtë tij, kështu që me ritëm të plotë fronti e kalon mbështetjen. Pronari i ndërtesës pas murit ka rënë dakord për një kufi uljeje 12 mm. Arrij formacionin 15 m brenda 40 ditëve, mbaje ndërtesën nën 12 mm dhe devijimin e murit nën 15 mm.
Ulja e ndërtesës asnjëherë mbi 12 mm
Devijimi i murit në fund ≤ 15 mm
Arrij thellësinë 15 m
Niveli 2 · Largimi i ujit nën një fqinj
Një ujëmbajtës rëre nën presion shtrihet 22 m thellë. Nën rreth 9 m, dheu që mbetet nën fund nuk e mban dot më presionin e ujit, kështu që ujëmbajtësi duhet pompuar ndërsa gërmimi thellohet — faktori i sigurisë ndaj ngritjes së fundit të paktën 1,2 gjatë gjithë kohës. Në ditën 8 ekipi i largimit të ujit i hap pusat në 450 m³/h. Një shtresë argjile shtrihet mbi ujëmbajtësin nën ndërtesën fqinje. Leja e shkarkimit lejon 280 mijë m³ për gjithë punimin. Arrij 15 m në 45 ditë me uljen e ndërtesës në fund brenda 30 mm.
Faktori i sigurisë ndaj ngritjes së fundit asnjëherë nën 1,2
Ulja e ndërtesës në fund ≤ 25 mm
Gjithsej i pompuar ≤ 280 mijë m³ (leja e shkarkimit)
Arrij thellësinë 15 m
Niveli 3 · Çeliku vonohet
Kontraktori gërmon pa ndërprerje me 0,7 m në ditë pa pika ndalimi, dhe ekipi i mbështetëseve ka mbajtur ritmin deri tani. Në ditën 15, me frontin tashmë në nivelin e katërt të mbështetëseve, çeliku për atë nivel vonohet një javë. Mbështetëset 1–3 janë vendosur. Mbaje mbështetësen më të ulët brenda ngarkesës së saj të projektimit dhe devijimin e murit nën 30 mm, dhe arrij gjithsesi 15 m deri në ditën 30.
Ngarkesa e mbështetëses më të ulët asnjëherë mbi 100 % të projektimit
Devijimi i murit në fund ≤ 30 mm
Arrij thellësinë 15 m
Baza — modeli pas numrave
Çdo marrëdhënie që përdor simulatori, me burimin e saj. Konstantet e shënuara si supozime janë kalibrime ilustruese.
Ngurtësia e sistemit sipas Clough & O'Rourke: ngurtësia në përkulje e murit pjesëtuar me fuqinë e katërt të hapësirës së pambështetur.
S = EI / (γw · h⁴), h = depth − lowest strut level (unsupported height)[3][5]
Çdo metër i gërmuar shton devijim me një ritëm që rritet ndërsa ngurtësia e sistemit bie; paranderja e ul atë, një front i hapur më i thellë se pika e ndalimit zvarritet.
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]Madhësi ilustruese për mësim, jo vlera për ndonjë vend real.
Ulja e tokës pas murit: rreth 0,75 × devijimi i murit, e sheshtë deri në 0,75 H, duke u shuar në zero në 2 H (mbështjellës argjile e butë deri mesatare).
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]
Dheu i lënë nën fund duhet të peshojë më shumë se presioni i ujit të kufizuar që shtyn lart nga ujëmbajtësi.
Rrjedha e qëndrueshme e Thiem-it: ulja e nivelit bie me logaritmin e largësisë nga pusat; pusat e rimbushjes shtojnë efektin e kundërt.
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]Madhësi ilustruese për mësim, jo vlera për ndonjë vend real.
Konsolidimi 1-D i Terzaghit: presioni i ulur i ujit përhapet në argjilë gjatë ditëve, dhe argjila ngjishet ndërsa rritet sforcimi efektiv.
Shtrembërimi këndor: diferenca e uljes nëpër ndërtesë pjesëtuar me gjatësinë e saj, kundrejt kufijve të Bjerrum-it.
β = (s_near − s_far) / L; 1/500 = 2 ‰ (limit where cracking is not acceptable), 1/300 = 3.3 ‰ (first cracking)[6][7]
Presioni i dukshëm i dheut sipas Peck mbi mbështetësen më të ulët mbi lartësinë e saj ndikuese; sa më i thellë fronti i hapur, aq më shumë mban.
P = 0.3·γ·H · (half span above + h) · 5 m ≥ preload; shown as % of design load 2400 kN[2]Madhësi ilustruese për mësim, jo vlera për ndonjë vend real.
Leximet e instrumenteve përmbajnë gabim matjeje — lexo tendencat, jo vlera të vetme.
reading = true value + N(0, σ); σ = 0.5 mm (settlement points), 1.0 mm (inclinometer)[1]Madhësi ilustruese për mësim, jo vlera për ndonjë vend real.
Konstante të përdorura nga modeli
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)Madhësi ilustruese për mësim, jo vlera për ndonjë vend real.
Rastësia: një gjenerator mulberry32 me farë; shpërndarjet e përdorura — uniforme, eksponenciale (CDF e anasjellë), normale (Box–Muller), Poisson (Knuth). Fara shfaqet dhe mund të ndahet.
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