بخشی از مقاله
خلاصه
با توجه به اهمیت گود برداری و گسترش عملیات خاکبرداری در شهرها و تاثیر پذیری شرایط گود از ملاحظات ژئوتکنیکی و نظر به آنکه در گودبرداری های غیر اصولی عدم لحاظ نمودن رفتار اندرکنش خاک و سازه منجر به بروز رخدادهای ناگوار می گردد ، در این تحقیق اقدام به بررسی پایداری این سازه های خاکی شده است . در این راستاکه گاها با توجه به نبود الگویی مناسب به منظور قضاوت مهندسی در خصوص پایداری گودها و تشخیص آن دسته از گودهایی که نیاز به سیستم های نگهدارنده دارند ، این مقاله ارائه گردیده است .
در این مطالعه می توان با استفاده از 4 پارامتر کلیدی مقدار سربار ، ارتفاع گود ، نوع خاک و حضور آب و با استفاده از جداول کاربردی ارائه شده میزان ریسک و خطر پذیری گود بروش تحلیل سریع و با استفاده از جمع تجمعی مقادیر حاصل از این پارامترها سنجیده می گردد . از طرفی اطلاعات موجود در جداول توسط نرم افزار plaxis شبیه سازی شده و توسط روش آنالیز رانکین بررسی و نتایج روش سریع در محل مقایسه و صحت سنجی گردیده است .
در جداول حاضر از آنجایی که وجود پارامترهایی با خطر جانبی مانند درزه ، شکاف ، حفره ، قنات و سایر موارد مشابه بصورت جداگانه پیش بینی نشده است ، در نهایت در صورت وجود چنین مواردی می توان مطابق الگوهای پیشنهادی میزان وسعت خطر بدست آمده را افزایش داد . همچنین در صورت حضور بارهای دینامیکی و لرزه ای در محل به نسبت شدت آنها درصد ریسک تا دو برابر حالت استاتیکی و بدون حضور بارهای لرزه ای می تواند افزایش یابد .
کلمات کلیدی : آنالیز سریع ، گودبرداری ، آنالیز رانکین ، میزان ریسک ، نرم افزارplaxis
. 1 مقدمه
در سالهای اخیر با توجه به توسعه و گسترش شهر ها و افزایش قیمت ملک ، لزوما بحث تراکم و احداث ساختمان ها با تعداد طبقات بیشتر مطرح می گردد . حال بدلیل وجود شرایط تعیین کننده ژئوتکنیکی و معماری محل ، بررسی شرایط پایداری گود یکی از مسائل مهم وحیاتی به شمار می آید . انجام گودبرداری های غیراصولی و عدم آشنائی با علوم و رفتار و اندرکنش بین سازه و خاک همواره باعث رخدادهای ناگوار و غیر قابل جبران خواهد شد هدف از طرح این بحث، اهمیت در نظر گرفتن خطرات احتمالی در کلیه ساختمان هایی است که دارای بیش از 1/5 متر عمق ،گودبرداری می شوند.
همچنین نقش مقاوم سازی ، اجرای سازه های نگهبان ، تثبیت دیواره گود ، اجرای دیوار حایل و ... در قسمت های مختلف اعم از: گودبرداری های عمیق، حفاری های تونل و شفت، ترانشه های خاکی ، همگی اهمیت موضوع را برای همگان وخصوصا عوامل اجرائی و متخصصان این رشته به اثبات می رسانند. باتوجه به در نظر گرفتن عمق یخبندان ، عمق مورد نظر طراحی و رسیدن به خاک دج ، تامین خواسته طراح معماری - احداث زیرزمین - ، اجرای کف سازی - پی سازی - بتن مکر و ...
عمقی در حدود 1.2 تا حداکثر 2 متر می توان با رعایت اصول اولیه و ایمنی سازه نگهبان را اجرا نکرد . سازه نگهبان سازه ایست که پس از گودبرداری جهت جلوگیری از رانش خاک و ریزش ساختمان مجاور گود جایگزین ساختمان برداشته شده قبلی خواهد شد .بمنظور جلوگیری از ریزش خاک دیواره گود ، از نظر تئوری زمانی که عمق پایدار گود کوچکتر از ارتفاع گود باشد و یا به عبارتی زمانی که گودبرداری در ارتفاع بیش از 2 متر باشد احداث سازه نگهبان برابر دیتیل های موجود الزامیست .
موضوع پایداری خاک ها در گود برداری از جمله مسایل کلیدی علم ژئوتکنیک به حساب می آید . بطوریکه عدم توجه به مسایل رانش و ریزش دیواره گود در کنار پارامترهای چهارگانه اساسی و تاثیرگذار ی چون : آماس ، که شامل» آ :« آب ، »م: « مشخصات فیزیکی و مقاومتی خاک ،» ا : « ارتفاع دیواره گود و »س: « سربار می تواند عواقب ناگواری را به همراه داشته باشد .
.2مدلسازی و مطالعه عددی
مدلسازی در نرم افزار Plaxis دو بعدی با ارتفاع حداکثر 20 متر و عرض 10 متر بصورت کرنش مسطح - - Plain Strain انجام و خاک رس در دو حالت کلی سست - - Loose و سخت - - Dense تعریف شده است - شکل. - 1 به منظور شرایط مرزی مدل در دیواره گود در قسمت «FREE » در دوجهت دارای تغییر مکان وار قسمت » « تنها در جهت قائم آزاد و در قسمتهای دیگر که به شکل» « نشان داده شده است در دو جهت مقید شده می باشد .
پس از مدلسازی و تنظیمات مربوط به اعمال تنشهای برجا و سطح تراز آب در گود و لحاظ کردن تنش موثر در حالت حضور آب در مدلها پس از generate برنامه در فازهای محاسباتی ، حالات مختلف » آماس« را تعریف نموده ایم .
لازم به ذکر است که در این قسمت تعداد آنالیزهای انجام گرفته بر اساس حالات مختلف آب ، مشخصات مکانیکی ، ارتفاع گود و سربار و برای هر حالت 24 فاز محاسباتی و در مجموع 96 حالت تعریف و از جمیع نتایج بدست آمده خروجی های متعارف با محدوده های استاندارد مقایسه و بر اساس ضریب اطمینان - FS=1.5 - در خصوص امکان ریزش یا عدم ریزش دیواره گود تصمیم گیری شده است .
در این آنالیز - آنالیز عددی - تنها ملاک محاسبات بحرانی ترین شرایط ریزش برای حالات » آماس « به لحاظ اجرایی و تحلیل سریع در محل بوده ، طوری که بتوان در کوتاه ترین زمان ممکن نسبت به قضاوتهای مهندسی در این زمینه دست یافت ، که این مهم از طریق جداول کاربردی پیشنهادی ارائه شده امکان پذیر می باشد .
الف - آنالیز حضور آب
وجود آب در لایه های خاک رس و فشار آب حفره ای ، بحث تنش موثر را مطرح کرده و با عنایت به آنالیز های عددی انجام یافته در این زمینه می تواند تا % 50 باعث کاهش مقاومت دیواره گود و افزایش خطرپذیری و ریسک در آن شود . حضور آب در خاک در این تحقیق بر اساس ارتفاع سطح آب از تراز کف گود تا سر گود در نظر گرفته شده است و بر تمامی آیتم های مورد مطالعه - آماس - تاثیر گذار خواهد بود . به دلیل تاثیر مستقیم حضور آب در تنش موثر در اشکال 3 تا 5 کانتور تنشهای موثر در گود در خاکهای رسی سست و متراکم ارائه شده است .
