بخشی از مقاله
چکیده:
امروزه با توجه به رواج بلند مرتبه سازی در اکثر کلان شهر های کشور بدلیل ارزش روز افزون زمین، اجرای گودبرداری های عمیق بسیار مرسوم گشته است. عملیات گودبرداری در مناطق شهری از جمله پروژه های پر-خطر در مهندسی عمران بوده و در صورت عدم توجه کافی به نحوه طراحی، شرایط اجرا و کنترل و ارزیابی-های مداوم دیواره های پایدارسازی شده در حین اجرا، خسارات جانی و مالی بسیاری را به همراه دارد. در این تحقیق عملیات پایدارسازی یکی از بزرگترین و پیچیده ترین پروژه های گودبرداری در شهر تهران با نام پروژه چند منظوره فرمانیه، مورد بررسی قرار می گیرد.
این پروژه دارای زیربنای بالغ بر 15000 متر مربع بوده و با توجه به توپوگرافی محل پروژه و وضعیت همجواری ها، بیشترین و کمترین ارتفاع دیواره پایدارسازی شده در آن به ترتیب 45 و 26 متر می باشد. روش های مختلف پایدارسازی از جمله شمع های فولادی، شمع های بتنی و انکر استرندی در دیواره های مختلف، مورد استفاده قرار گرفته است.
جهت طراحی سیستم های پایدارسازی از روش های تعادل حدی و المان محدود بهره گرفته شده و جهت کنترل تغییرشکل دیواره های گود، سیستم پایش با استفاده از دوربین های نقشه برداری بصورت دوره ای انجام گرفته است. نتایج حاکی از آن است که پارامتر های بسیاری بر رفتار دیواره های گودبرداری اثر داشته و کنترل و ارزیابی مداوم حین انجام عملیات گودبرداری، جهت تطابق شرایط واقعی با مدل های طراحی لازم می باشد.
-1 مقدمه
انتخاب و اجرای مناسب روش پایدارسازی دیواره های گود در مناطق شهری، با توجه به رشد روز افزون نیاز شهر های پر-جمعیت به استفاده از ساختمان های بلند، یکی از مسائل مهم در ارتباط با مهندسین می باشد. عملیات گودبرداری و پایدارسازی دیواره ها در محیط های پرتراکم شهری، از جمله عملیات پرخطر ژئوتکنیکی بوده و عدم توجه کافی به مسائل متعدد درگیر با این حوزه، منجر به وقوع خسارات جانی و مالی زیادی می شود، که طی چند سال گذشته در نقاط مختلف کشور شاهد آن بودهایم.
تحقیقات بر روی تحلیل پایداری شیب های خاکی از دیرباز توسط محققین مختلف انجام گرفته است 1]؛.[3 با توجه به لزوم ایجاد دیواره های خاکی با شیب زیاد و حتی قائم - بخصوص در مناطق شهری - و همچنین افزایش ارتفاع دیواره های خاکی، روش های مختلف پایدارسازی نیز مورد توجه بسیاری از مهندسین و محققین بوده است. تاکنون روش های گوناگونی از جمله استفاده از خرپا، سپرکوبی، مهار متقابل، دیوار دیافراگمی، ریزشمع، شمع های درجا، میخکوبی، مهارگذاری و ... مورد استفاده قرار گرفته است.
هر یک از روش های یاد شده دارای مزایا و معایب مختلفی هستند که باید مورد توجه مهندسین قرار گیرد. انتخاب روش مناسب برای پایدارسازی گود علاوه بر مسائل ایمنی، تاثیر زیادی بر روی مسائل اقتصادی پروژه نیز دارد. لذا می-بایست مهندسین با توجه به شرایط هر پروژه چندین روش را برای پایدارسازی گود بررسی کرده و از بین آن ها بهترین روش را - از لحاظ ایمنی و اقتصادی، سرعت اجرا و ... - انتخاب کنند. از جمله روش های مرسوم پایدارسازی دیواره های گود های عمیق شهری استفاده از شمع ها فولادی یا بتنی به همراه سیستم میخکوبی و مهارگذاری است.
میخکوبی دیواره های خاکی برای اولین بار در کشور فرانسه در سال 1972 اجرا گردید و پس از آن در دیگر نقاط دنیا بطور گسترده رواج یافت 4] ؛.[10 در داخل کشور نیز پروژه های متعددی در نقاط مختلف از جمله تهران، اصفهان، مشهد و ... با استفاده از این روش اجرا شده است. تحقیقات مختلفی بر روی چگونگی رفتار دیواره های پایدارسازی شده با روش های مذکور انجام گرفته است که از آن جمله می توان به تاثیر وجود میخکوبی و سختی پوشش بر تغییرشکل و عملکرد دیواره های گود با استفاده از دستگاه سانتریفیوژ توسط روت و ویسواندهام 11]، [12، مطالعات موردی رفتار دیواره های پایدارسازی شده در نقاط مختلف دنیا 13]؛[15 اشاره نمود.
بطور کلی نتایج تحقیقات نشان می دهد که پارامتر های بسیاری بر روی رفتار دیواره های پایدارسازی شده تاثیرگذار بوده و در نظر گرفتن تمامی این پارامتر ها در طراحی و اجرا بسیار مشکل می باشد .[16] در این تحقیق عملیات پایدارسازی پروژه چند منظوره فرمانیه به عنوان یک مطالعه موردی، مورد بررسی قرار می گیرد. این پروژه که یکی از بزرگترین و پیچیده ترین پروژه های گودبرداری در شهر تهران قلمداد می گردد، دارای زیربنای بالغ بر 15000 متر مربع بوده و با توجه به توپوگرافی محل پروژه و وضعیت همجواری ها، بیشترین و کمترین ارتفاع دیواره پایدارسازی شده در آن به ترتیب 45 و 26 متر می باشد.
با در نظر گرفتن درجه اهمیت در نواحی مختلف پروژه، روش های مختلف پایدارسازی از جمله شمع های فولادی، شمع های بتنی و انکر استرندی مورد استفاده قرار گرفته است. جهت طراحی سیستم های پایدارسازی از روش های تعادل حدی - نرم افزار - Geo-Slope و المان محدود - نرم افزار - Plaxis 2D بهره-گرفته شد. جهت مانیتورینگ و کنترل تغییرشکل دیواره های گود، پایش دوره ای با استفاده از دوربین های نقشه برداری انجام گرفت.
نتایج بررسی ها نشان می دهد که تحلیل و پیش بینی رفتار دیواره های پایدارسازی شده با توجه به پیچیدگی نهشتههای خاکی و همچنین وقوع مشکلات اجرایی متعدد از جمله حضور آب های میان لایه ای و اختلاف بین نتایج مطالعات ژئوتکنیک و لایه های موجود در پروژه، امری بسیار پیچیده می باشد. لذا بررسی مداوم تطابق شرایط واقعی با مدل های طراحی، جهت حفظ ایمنی و ارزیابی عملیات گودبرداری لازم می باشد.
-2 مشخصات پروژه
پروژه چند منظوره فرمانیه در شمال شهر تهران در مساحتی بالغ بر 15000 متر مربع واقع شده و پلان آن دارای هندسه نامنظم می باشد. شکل 1 موقعیت پروژه در شهر تهران و همچنین پلان پروژه را نشان می دهد. با توجه به توپوگرافی محل پروژه و اختلاف ارتفاع موجود، بیشترین و کمترین ارتفاع دیواره پایدارسازی شده به ترتیب 26 متر - در غرب پروژه - و 45 متر - در شمال پروژه - بوده است. در ضلع جنوب پروژه خیابان شهید لواسانی - فرمانیه - و در ضلع شرق حیاط و پارکینگ میدان میوه و تره بار قرار داشته و ضلع شمال پروژه مجاور با کوچه کم عرض و ساختمان 10 طبقه و ضلع غرب پروژه مجاور با ساختمان نوساز 9 طبقه و همچنین ساختمان های قدیمی 1 الی 3 طبقه بوده است.
-3 مطالعات ژئوتکنیک
مطالعات ژئوتکنیک جهت شناسایی شرایط تحت الارضی در نقاط مختلف پروژه انجام گرفت. بدین منظور 5 حلقه گمانه ماشینی به عمق حداکثر 75 متر و 8 حلقه چاهک دستی به عمق حداکثر 20 متر جهت اخد نمونه های خاک برای انجام آزمایش های آزمایشگاهی و همچنین آزمایش های درمحل - شامل آزمایش بارگذاری در محل و برش برجا - حفر گردید. خلاصه نتایج مطالعات ژئوتکنیک در جدول 1 نشان داده شده است. بررسی های ژئوتکنیکی حاکی از وجود آب زیرزمینی در نزدیکی لایه 5 بود که البته عمق تراز آب در نقاط مختلف متفاوت گزارش شده است.
