Παραμετρική μελέτη πασσαλοσανίδας με ή χωρίς αγκύρωση παρουσία νερού

Abstract

Στην παρούσα πτυχιακή εργασία γίνεται λόγος για την αντιστήριξη γαιών και συγκεκριμένα µε την µέθοδο των χαλύβδινων φύλλων (πασσαλοσανίδες) και παραμετρική μελέτη της συμπεριφοράς τους. Συγκεκριμένα στο 1ο Κεφάλαιο αναφέρονται όλοι οι τρόποι με τους οποίους δύναται να αντιστηριχτεί ένα έδαφος. Γίνεται λόγος και για τους τοίχους αντιστήριξης και τα είδη που χρησιμοποιούνται καθώς και για το κατά κύριο λόγο προσωρινό σύστημα αντιστήριξης του τοίχου τύπου Βερολίνου. Στη συνέχεια, αναφέρονται τα μειονεκτήματα και τα πλεονεκτήματα των πασσαλοσανίδων καθώς και οι μορφές και τα σχήματα που κάθε εταιρεία κατασκευάζει για την ικανοποίηση των αναγκών του εκάστοτε έργου. Αναφέρονται οι απαιτούμενες προδιαγραφές πριν και κατά την διάρκεια της τοποθέτησης των πασσαλοσανίδων. Όσον αφορά την έμπηξη των πασσαλοσανίδων πρέπει να ληφθούν υπόψιν κάποιες απαιτήσεις του έργου που σχετίζονται με το βάθος έμπηξης και την στεγανότητα της κατασκευής και την πρόκληση ζημιών στις ήδη εγκατεστημένες πασσαλοσανίδες αλλά και ο εξοπλισμός που απαιτείται στα διάφορα είδη του εδάφους. Για την εξαγωγή των πασσαλοσανίδων πρέπει να ληφθούν υπόψιν οι οριζόντιες και οι κατακόρυφες παραμορφώσεις και η πιθανότητα διαταραχής της στάθμης του υπόγειου νερού. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται φωτογραφίες από διάφορες κατασκευές που έχουν κατασκευαστεί στο εξωτερικό. Ένα μεγάλο κομμάτι των αγκυρωμένων πασσαλοσανίδων το οποίο πρέπει να μελετηθεί είναι η αγκύρωση. Στο 2ο Κεφάλαιο της πτυχιακής αυτής, αναλύονται τα πλεονεκτήματα των αγκυρίων και τα βασικά στοιχεία που το απαρτίζουν καθώς και τα είδη αγκυρίων που χρησιμοποιούνται ευρέως. Περιγράφεται αναλυτικά η διαδικασία κατασκευής προεντεταμένων αγκυρώσεων καθώς και κάποιες από τις πιο συνηθισμένες μορφές αστοχίας και φωτογραφίες που τις συνοδεύουν. Ένα ακόμα στοιχείο που πρέπει να ληφθεί υπόψιν στην τοποθέτηση αγκυρίων σε σύστημα αντιστήριξης είναι οι αποστάσεις μεταξύ αυτών ώστε να αποφευχθεί η υπέρβαση της παθητικής ικανότητας του εδάφους. Ένα μεγάλο πρόβλημα που καλούνται οι μηχανικοί να αντιμετωπίσουν και να προβλέψουν σε όλες τις κατασκευές είναι η σεισμική δράση. Στην αντιστήριξη του εδάφους με τη μέθοδο της πασσαλοσανίδας αυτή η δράση είναι αμελητέα αφού η συμπεριφορά των τοίχων με αγκύρια είναι πολύ καλή ακόμα και σε σεισμούς μεγάλης έντασης. Εξίσου σημαντικό πρόβλημα που αναζητά λύση είναι η διαβρωτική προστασία του αγκυρίου, πρόβλημα που εντείνεται όταν το περιβάλλον είναι έντονα διαβρωτικό. Όλα τα τμήματα του αγκυρίου προστατεύονται για διάστημα ίσο με την διάρκεια ζωής τους. Κάθε τμήμα του αγκυρίου απαιτεί διαφορετική προστασία η οποία γίνεται εντονότερη όταν το περιβάλλον είναι διαβρωτικό. Στο 3ο Κεφάλαιο παρουσιάζονται οι θεωρίες των Rankine και Coulomb και οι συντελεστές ώθησης εδάφους ενώ για την κατανόηση του τρόπου εργασίας σε ένα έργο αντιστήριξης εδάφους με τη μέθοδο της πασσαλοσανίδας, χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα GEO5. Για τον σκοπό αυτό στο 4ο Κεφάλαιο, αφού καταχωρήθηκαν όλες οι λεπτομέρειες για την φύση του εδάφους και για το ύψος του υδροφόρου ορίζοντα ανάντι και κατάντι της κατασκευής, έγινε μελέτη της ευστάθειας και της επάρκειας της διατομής του πασσαλότοιχου και της αγκύρωσης του. Υπολογίστηκαν όλες οι δυνάμεις που ασκούνται πάνω στο έργο και υπολογίστηκαν οι συντελεστές ασφαλείας τόσο των αγκυρίων όσο και της πασσαλοσανίδας. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε φωτογραφίες. Στο 5ο και τελευταίο Κεφάλαιο παρουσιάζεται ένα πρόγραμμα κατασκευασμένο με τη χρήση της ψευδογλώσσας FORTAN. Αφού κατασκευαστεί το πρόγραμμα για αγκυρωμένη και μη πασσαλοσανίδα και αφού καταγραφούν τα αποτελέσματα, θα πραγματοποιηθεί παραμετρική μελέτη με τις παραμέτρους του προβλήματος. Θα μελετηθεί η ευνοϊκή επίδραση της γωνίας εσωτερικής τριβής και οι μεταβολές του βάθους έμπηξης σε συνάρτηση με το βάθος εκσκαφής.