ضوابط گودبرداری

در سال‌های اخیر حوادث گودبرداری بارها تکرار شده و بازخوانی هر کدام نشان از نقض آشکار ضوابط گودبرداری دارد. حوادثی مانند ریزش گودال های فونداسیون، نشت آب، نشست سطح زمین، کج شدن ساختمان های مجاور، نشت لوله های آب یا گاز مجاور و حتی انفجار است. بازخوانی این حوادث به ما هشدار می دهد اگر بدون رعایت ضوابط گودبرداری و تسلط بر علل فجایعی که تا امروز رخ داده اقدام کنیم با تهدیدهای بسیاری مواجه هستیم و باید از خطرات احتمالی پیشگیری کرد. هزینه های مالی و جانی حوادث گودبرداری هولناک است. مهندسان وظیفه دارند از حوادث گودبرداری که تا امروز تجربه شده درس بگیرند. در ادامه چند شکست تلخ در پروژه های گودبرداری را بررسی میکنیم. پروژه هایی مربوط به کشور چین و سنگاپور که بررسی و بازخوانی علت های آن توسط تیم های تخصصی نقشه راهی برای مهندسان جامعه ژئوتکنیکی فراهم کرده است.

گودبرداری چیست ؟

لیست ضوابط گود برداری

نکته اصلی در مورد لیست ضوابط گودبرداری بحث گستردگی مواردی است که باید مورد توجه قرار گیرد. ما در این متن تلاش میکنیم به جای ارائه ی پروتکل های رسمی که در دسترس قرار دارد مواردی را بررسی کنیم که منجر به حادثه شده و علت این حوادث را مرور کنیم تا به نقض ضوابط برسیم. در ادامه 5 حادثه گودبرداری بررسی شده است. در این حوادث لیستی از ضوابط گودبرداری نقض تا منجر به بروز حادثه شده و از طرفی ضعف ها و جزئیاتی از این ضوابط را به رخ میکشد که نیازمند شفاف سازی و بازنگری است که تا کنون انجام نشده است. در واقع مواردی وجود دارد که نمیتوان صراحتا گفت روی کاغذ ضوابط گودبرداری نادیده گرفته شده اما جزئیاتی وجود داشته که میبایست به آن ها توجه می شده است.

علت‌ها و عوامل موثر	توضیحات
شروع قابل مشاهده خرابی	خرابی از ابتدا قابل تشخیص بود، اما نادیده گرفته شد و به مرور زمان منجر به فروپاشی کامل شد.
استفاده نادرست از مدل‌های کامپیوتری	استفاده نادرست از مدلسازی ریکال در طراحی ژئوتکنیکی، تحلیل نادرست پارامترها و انحراف از محاسبات باعث ضعف در طراحی نگهدارنده‌ها شد.
نظارت ناقص	نظارت کافی بر پروژه و بررسی دقیق انحرافات و هشدارها انجام نشد و نتایج اولیه نادیده گرفته شد.
عدم رعایت ضوابط توقف کار	علی‌رغم مشاهده انحرافات و هشدارها، فعالیت‌ها متوقف نشد و پروژه ادامه یافت.
تحلیل اشتباه سازه‌های نگهدارنده	تجزیه و تحلیل اشتباه در مورد دیواره‌های نگهدارنده زمین که باعث انحراف و شکاف‌های غیرقابل کنترل شد.
عدم تعادل در مدیریت ریسک	سپردن کامل مدیریت ریسک به پیمانکار، بدون در نظر گرفتن نقش مالک و سازنده در کنترل کیفیت و ایمنی.

گودبرداری غیر اصولی

28 مورد از نقض ضوابط گودبرداری

در پروژه هایی که در ادامه بررسی خواهیم کرد مواردی وجود دارد که با نقض ضوابط گودبرداری منجر به حوادث هولناک شده. در ادامه لیست 28  مورد از نقض ضوابط گودبرداری را مرور میکنیم و در ادامه هر پروژه را با جزئیات بررسی خواهیم کرد:

1. گودبرداری بیش از حد مجاز: تجاوز از عمق تعیین‌شده در طراحی و عدم توقف به‌موقع.
2. پیوندهای ضعیف سازه‌ای: مشکلات در اتصال بین اجزای سازه نگهبان، به‌ویژه پایه‌های فولادی و دیواره‌ها.
3. عدم نظارت مناسب: نبود نظارت کافی بر تغییرات و عدم هشدار به‌موقع.
4. استفاده نامناسب از تکنیک‌های تقویتی: به‌جای استفاده از شمع‌های تقویتی، از روش‌های ناکافی مثل آبگیری استفاده شده است.
5. بی‌توجهی به شرایط زمین‌شناسی: عدم توجه به خصوصیات خاک، سنگ و شرایط زمین‌شناسی.
6. زمان‌بندی نامناسب پروژه: طولانی شدن زمان ساخت و فرسودگی سازه نگهبان.
7. بار اضافی در بالای گودال: وجود ماشین‌آلات سنگین و بارهای اضافی در بالای گودال.
8. عدم رعایت استانداردهای طراحی: استفاده از پارامترهای غیر استاندارد و بزرگنمایی در پارامترهای طراحی.
9. نصب نادرست پایه‌های فولادی: نصب نادرست پایه‌ها و عدم اجرای به‌موقع کف بتنی.
10. لغو پایه‌های سطح چهارم: حذف پایه‌های تقویتی که موجب ضعف سازه‌ای شد.
11. انتخاب روش ارزان ناهماهنگ با محیط: انتخاب روش‌های ساخت ارزان که با محیط سازگار نبود و منجر به تخریب شد.
12. ناپایداری سیستم سازه نگهبان: نیروهای محوری خارج از مرکز پایه‌ها که باعث ناپایداری سیستم شد.
13. فرسودگی اجزای فولادی: کاهش نیروی لنگر به دلیل خوردگی اجزای فولادی.
14. عدم اجرای اقدامات موثر در مواجهه با نشانه‌های ریزش: نشانه‌های ریزش نادیده گرفته شد و اقدامات پیشگیرانه به‌موقع انجام نشد.
15. عدم اجرای درست دیوار حائل: دیوار حائل به‌صورت معلق و ناپایدار باقی ماند.
16. فرونشست و نشست زمین: نشست زمین بیش از حد و عدم رسیدگی به این تغییرات.
17. عدم تقویت کافی سازه نگهبان: تقویت ناکافی دیواره‌های نگهبان و عدم استفاده از کابل‌های لنگر در اندازه و موقعیت مناسب.
18. تأخیر در اجرای پروژه و افزایش خطرات: پروژه به‌مدت طولانی متوقف شد که منجر به ضعف سازه و افزایش خطرات شد.
19. استفاده از پارامترهای خاک نامناسب: استفاده از پارامترهای مقاومت خاک غیر دقیق و نادرست.
20. بارندگی طولانی و ناپایداری خاک: افزایش ناپایداری خاک به دلیل بارندگی‌های طولانی‌مدت.
21. ریزش فاضلاب به گودال: نشت فاضلاب به داخل گودال که منجر به لغزش زمین و افزایش خطرات تخریب شد.
22. وجود آب زیرزمینی و تراوش به گودال: تراوش آب به گودال که باعث ناپایداری سازه و خاک اطراف شد.
23. عدم اجرای تقویت‌های لازم برای شرایط زمین‌شناسی خاص: نادیده گرفتن ویژگی‌های خاص خاک و سنگ در لایه‌های مختلف.
24. نظارت نامعتبر داده‌ها: پایش نادرست داده‌ها و نادیده گرفتن مشکلات احتمالی.
25. نصب نادرست کابل‌های لنگر: نصب نادرست و ناکافی کابل‌های لنگر برای تقویت دیواره‌های نگهبان.
26. بارهای سنگین در محیط اطراف گودال: وجود بارهای سنگین مثل ترافیک زیاد و ماشین‌آلات که بر پایداری دیواره‌ها تأثیر گذاشت.
27. رعایت نکردن استانداردهای ایمنی محیطی: عدم رعایت استانداردهای لازم برای ایمنی محیط اطراف پروژه.
28. طراحی نامناسب سیستم‌های نگهدارنده: طراحی نامناسب سیستم نگهدارنده که با شرایط محیط و زمین‌شناسی همخوانی نداشت.

نیلینگ چیست ؟

بررسی ضوابط گودبرداری : حادثه‌ی راه آهن سنگاپور!

گودبرداری عمیق در پروژه مربوط به راه آهن به همراه بخش بزرگی از بزرگراه 6 لاینه در سنگاپور فرو ریخت. چهار کارگر جان باختند. این نوع ساخت و ساز برای بیش از 30 سال در سنگاپور با کمترین حادثه انجام شده بود. چنین سقوط بزرگی شوک بزرگی بود. بررسی های دقیقی انجام شد که مشخص کرد شروع خرابی را میشد از ابتدا و با مرور جزئیات مشاهده کرد و فروپاشی کامل به دلیل ناتوانی سیستم در مقاومت در برابر شکست رخ داد. علاوه بر این، بسیاری از عوامل موثر دیگر نیز شناسایی شدند، مانند استفاده نادرست از یکی از مدل های کامپیوتری مورد استفاده برای طراحی سیستم نگهدارنده زمین، تجزیه و تحلیل اشتباه سازه های نگهبان، نظارت ناقص، عدم رعایت محدودیت های توقف کار، و بسیاری موارد دیگر که بخشی از آن به عرف اشتباهی است که بر رفتار پروژه حاکم بوده و یافته های کمیته تحقیق و اقدامات اصلاحی در ادامه بررسی خواهد شد…

موضوع	توضیحات
حادثه راه‌آهن سنگاپور	گودبرداری عمیق در پروژه راه‌آهن و بزرگراه 6 لاینه در سنگاپور باعث فروپاشی و مرگ 4 کارگر شد.
هشدارهای اولیه	از اوت 2003، هشدارهایی درباره مشکلات طراحی وجود داشت که نادیده گرفته شد. انحراف دیوارها از مقادیر طراحی فراتر رفت.
اثرات حادثه	فروپاشی باعث ریزش زمین اطراف، تخریب تاسیسات کلیدی و آتش‌سوزی شد که تکمیل پروژه را حدود چهار سال به تأخیر انداخت.
اهمیت طراحی اصولی	طراحی باید دارای مقاومت کافی و بازه اطمینان مناسب باشد تا در صورت خرابی اجزای مختلف، از فروپاشی فاجعه‌بار جلوگیری شود.
تحلیل دیواره‌های گودبرداری	پارامترهای ورودی تحلیل باید با اندازه‌گیری‌ها هماهنگ باشند و در صورت خروج از محدوده منطقی، مدل نباید برای پیش‌بینی‌های بیشتر استفاده شود.

عدم رعایت ضوابط گودبرداری : حادثه ی راه آهن!

حوالی ساعت 3:30 بعد از ظهر 20 آوریل 2004، گودبرداری با عمق 33.5 متر و پوشش مورد نیاز برای ساخت تونل بین ایستگاه های بزرگراه نیکول و بلوار فرو ریخت. فروپاشی فاجعه بار بود و منجر به چهار کشته و خسارات زیادی شد که تکمیل پروژه را حدود چهار سال به تاخیر انداخت.

با وقوع این حادثه، زمین اطراف به داخل منطقه گودبرداری فرو ریخت. مساحت منطقه فروریخته تقریباً 100 در 130 و عمق 30 متر بود. لبه آن تنها حدود 10 متر با نزدیکترین ساختمان – مجموعه گلدن مایل فاصله داشت. بزرگراه نیکول و دال نزدیک قبل از تکیه گاه پل مردکا بر روی رودخانه کلنگ نیز آسیب دید. یک زهکش طوفان واقع در جنوب تونل برش و پوشش، خروجی اصلی زهکشی بود که آب را به رودخانه کالانگ می رساند. با وقوع ریزش، آب رودخانه به سمت منطقه ریزش سرازیر شد. چندین تاسیسات کلیدی از جمله شبکه برق، شبکه گاز و شبکه آب در اثر ریزش شکسته و باعث آتش سوزی شد. همه اینها چالشی برای کارهای اصلاحی زیر بود.

تغییر شکل زمین اطراف گودبرداری فروریخته

“هشدارهای مربوط به فروپاشی نزدیک از مراحل اولیه وجود داشت، اما این هشدارها جدی گرفته نشد.” در واقع، در اوایل اوت 2003، مشخص شد که مشکلی در طراحی وجود دارد. ابتدا، در یک محور پرتاب برای ماشین‌های گودبرداری تونل، در سراسر رودخانه در شرق منطقه فروریخته، انحراف دیوار اندازه‌گیری شده از 500 میلی‌متر فراتر رفت، در حالی که سطح طراحی محاسبه‌شده تنها 190 میلی‌متر بود. این باعث آسیب به دیوارهای حائل، نشست‌های زمینی و شکاف‌هایی در زمین کریکت در نزدیکی آن شد.

سپس، در ژانویه 2004، از سطح انحراف طراحی فراتر رفت و ترک هایی در سازه های نگهدارنده در گودبرداری برش و پوشش در غرب منطقه فروریخته ظاهر شد. سطح انحراف طراحی باید از 222 به 522 میلی‌متر (از 125 به 313 میلی‌متر نزدیک‌تر به ناحیه فروپاشی) به سمت بالا بازبینی می‌شد. این موضوع با شکایات متعدد دریافت شده از سوی صاحبان املاک همسایه، از جمله سکونت زمینی یک راهرو، ترک در ساختمان ها و سایر آسیب های ساختمان همراه بود. منابع نیروی انسانی از تیم پروژه برای انجام کارهای تعمیر مستقر شدند. در نهایت، در خود منطقه فروریخته، شیب سنج نشان داد که سطح طراحی اولیه 145 میلی متر در دیوار دیافراگم جنوبی در فوریه 2004 فراتر رفته است . در آن لحظه نصب تراز ششم در حال انجام بود.

استفاده نادرست از مدلسازی ها

تیم بررسی به این نتیجه رسید که در عصر دیجیتال باید نسبت به شیوه های استفاده از مدلسازی ها تجدید نظر کرد. استفاده نادرست از مدلسازی ریکال در طراحی ژئوتکنیکی، همراه با برخی خطاهای ساختاری، از عوامل اصلی ریزش بزرگراه نیکول بود.

بررسی علت ها و نقض ضوابط گودبرداری

“هشدارهای مربوط به فروپاشی از مراحل اولیه وجود داشت، اما این هشدارها جدی گرفته نشد.” در این حادثه مشخص شد که  “مرگ چهار نفر نتیجه مستقیم ریزش بود” و ” از ریزش بزرگراه نیکول می توانست جلوگیری شود”. چگونه میتوان از تکرار مشابه این حادثه جلوگیری کرد ؟ ضوابط زیر را دنبال کنید :

نقش ضوابط گودبرداری : سپردن مدیریت ریسک به پیمانکار!

احتمال وقوع حوادث بزرگ، چه به دلیل فرآیند ساخت و چه به دلیل نقص در طراحی، باید شناسایی و به سرعت کنترل شود. سپردن کنترل ریسک به طور کامل به پیمانکاران که درستی نیست. مالک و سازنده باید به دنبال تعادل بین فشارهای اجرای پروژه و اهداف کیفی و ایمنی باشد.

ضوابط گودبرداری : اهمیت طراحی

طراحی اصولی و حرفه ای ضروری است.  ستحکام بیشتر با شناسایی خطرات و بررسی اینکه آیا طرح پیشنهادی می تواند به اندازه کافی مقاومت کند یا نه ایجاد می شود. طرح باید دارای بازه ی اطمینان را در نظر بگیرد و برای جلوگیری از فروپاشی فاجعه بار در صورت خرابی هر عنصر بهینه شده باشد.

مدلسازی عددی در طراحی ژئوتکنیکی

تجزیه و تحلیل عددی باید مکمل قضاوت و عملکرد مهندسی باشد و جایگزین نشود. کسانی که آنالیز عددی ژئوتکنیکی انجام می دهند باید دانش بنیادی از مکانیک خاک و درک روشنی از مدل سازی عددی داشته باشند.

تحلیل دیواره های گودبرداری

تجزیه و تحلیل دیواره های گودبرداری مناسب باید با درک این موضوع انجام شود که چرا طرح طبق پیش بینی اولیه عمل نمی کند، و نه فقط برای افزایش سطوح طراحی، پارامترهای ورودی (به عنوان مثال، ویژگی های خاک) باید تنظیم شوند تا جابجایی ها و نیروها متناسب با اندازه گیری ها باشند. اگر این پارامترهای ورودی تنظیم شده خارج از محدوده معنی دار قرار گیرند، مدل تحلیل احتمالاً اشتباه است و نباید برای پیش بینی های بیشتر استفاده شود.

ضوابط گودبرداری : حادثه سقوط ایستگاه مترو ژیانگو چین!

ایستگاه ژیانگو نقطه شروع خط 1 مترو چین است. این ایستگاه با استفاده از روش ساخت از پایین به بالا در هشت گودبرداری از شمال به جنوب ساخته شده است. موقعیت فروریخته دومین گودبرداری در ضلع شمالی (گودبرداری N2) است که در نزدیکی محل اتصال دو جاده و گودبرداری مساحتی در حدود 2313 متر مربع با عرض تقریبی 21.5 متر و طول 107.6 متر را اشغال می کند. حداکثر عمق گودبرداری تا 16.2 متر است. این حادثه در گودال فونداسیون شماره 2 رخ داد. گودال فونداسیون 107.8 طول، 21.05 متر عرض و عمق 15.7-16.3 متر است.

در حوالی ساعت 15:15 روز 15 نوامبر 2008، حادثه ریزش در مقیاس بزرگ در سمت غربی گودال رخ داد. طول منطقه فروریخته 75 متر، عرض آن حدود 20 متر و عمق آن 15 متر است. بیش از 11 وسیله نقلیه در حال پیشرفت در منطقه فروریخته سقوط کرده اند. حداقل 50 نفر در این فروریختی دفن شده‌اند که باعث مرگ 21 نفر، زخمی شدن 4 نفر و خسارت مستقیم اقتصادی بیش از 49.62 میلیون یوان شده است. این جدی ترین حادثه ای است که در تاریخ ساخت متروی چین رخ داده است.

در 17 نوامبر 2008، شکافی روی زمین در انتهای جنوبی گودال فونداسیون فروریخته وجود داشت. به منظور تسهیل در عملیات امداد و نجات، منازل نزدیک حادثه کامل کلنگ زنی شده است.

بررسی ضوابط گودبرداری و یافتن عامل ریزش مترو شانگهای

علت‌ها و عوامل موثر	توضیحات
استفاده نادرست از پارامترهای خاک	پارامترهای خاک به‌درستی استفاده نشد و منجر به عدم پایداری در خاک رس سیلتی منطقه شد.
گودبرداری بیش از حد	گودبرداری بیش از حد و فراتر از محدوده مجاز، باعث بی‌ثباتی بیشتر در گودال فونداسیون شد.
نصب نادرست پایه‌های فولادی	پایه‌های فولادی به‌طور نادرست نصب شدند که منجر به کاهش مقاومت دیواره‌های نگهدارنده شد.
پایش نامعتبر داده‌ها	سیستم‌های پایش و نظارت بر وضعیت گودبرداری داده‌های معتبری ارائه ندادند و مشکلات در زمان مناسب شناسایی نشدند.
بهسازی ناکافی زمین	بهسازی زمین به‌درستی انجام نشد و باعث تضعیف لایه‌های خاک شد.
تأثیر بار ترافیکی سنگین	ترافیک سنگین جاده کنار گودال باعث افزایش فشار بر دیوار باربر ضلع غربی گودال فونداسیون و فروپاشی آن شد.
بارندگی طولانی‌مدت	بارندگی طولانی‌مدت در منطقه باعث ناپایداری خاک و افزایش احتمال فروریختگی شد.
انتخاب روش ارزان و ناهماهنگ با محیط	روش ساخت انتخاب‌شده با محیط و شرایط خاک منطقه سازگار نبود، پیمانکاران روشی ارزان‌تر انتخاب کردند که در نهایت منجر به حادثه شد.
عدم تخریب و انتقال خانه‌های مجاور	عدم توجه به تأثیر خانه‌های مجاور و درخواست‌های مربوط به تخریب و انتقال آنها نادیده گرفته شد.
زمان‌بندی اشتباه و عجله در پروژه	به‌منظور کاهش هزینه و زمان، پروژه به‌سرعت پیش برده شد که بر کیفیت و ایمنی تأثیر منفی گذاشت.
ریزش لوله فاضلاب	ریزش مداوم لوله فاضلاب باعث لغزش خاک و افزایش احتمال فروریختگی گودال شد.

بررسی میدانی و تجزیه و تحلیل اولیه نشان داد، دلایل ریزش گودبرداری، استفاده نادرست از پارامترهای خاک، گودبرداری بیش از حد، نصب نادرست پایه‌های فولادی، پایش نامعتبر داده ها و بهسازی ناکافی زمین بود.

وضعیت خاک هانگزو غیرعادی است، طبق بررسی های میدانی، حادثه در خاک رس سیلتی بوده است.  جاده اصلی، کنار گودال ، فونداسیون دارای ترافیک زیاد و بار زیادی است که تأثیر قابل توجهی بر دیوار باربر در ضلع غربی گودال فونداسیون دارد و باعث فروریختن کل گودال فونداسیون می شود. بارندگی طولانی در ماه اکتبر که کمتر در این منطقه اتفاق می افتادد، ناپایداری شن و ماسه را افزایش داد.

عدم رعایت ضوابط گودبرداری : انتخاب روش ارزان ناهماهنگ با محیط

کل طراحی تأثیر محیط اطراف را در نظر نگرفته بود. درخواست تخریب و انتقال خانه مجاور انجام نشد. روش ساخت  باید با لایه و محیط اطراف ادغام نزدیکی داشته باشد، اما در این پروژه روش ساخت هماهنگ نبود، از آنجایی پیمانکاران ترجیح دادند روش ارزان تر را انتخاب کنند. انتخابی که آسیب جدی به محیط زیست وارد کرده و مشکلات زیادی را به همراه داشته است. عاقبت این انتخاب ارزان باعث شد نهایتا پروژه با ضرر مالی هنگفت و حادثه ای دلخراش روبرو شود.

عدم رعایت ضوابط گودبرداری : زمان بندی اشتباه و ریزش فاضلاب

پروژه ی ساخت با عجله پیش رفت، به منظور صرفه جویی در هزینه و زمان، دوره ساخت و هزینه غیر منطقی بود، اینها برخی از دلایل اصلی هستند که بر ایمنی و کیفیت تأثیر گذاشتند. در حین انجام پروژه، ریزش لوله فاضلاب به مدت طولانی وجود دارد که باعث ایجاد سطح لغزش می شود، در نتیجه امکان ریزش را با بارندگی مداوم ایجاد کند.

4 مورد از ضوابط گودبرداری که علت ریزش مترو شانگهای بود!

3 دلیل اصلی ریزش گودال مترو به شرح زیر است :

نقض ضوابط گودبرداری 1: گودبرداری بیش از حد

سند طراحی تصریح می کند که زمانی که گودال پی گودبرداری می شود 0.5 متر زیر ارتفاع طراحی تکیه گاه، گودبرداری باید متوقف شود و تکیه گاه باید به موقع تنظیم شود و هیچ گودبرداری بیش از حد مجاز نیست. اما در حین گودبرداری که قرار بود آخرین پایه‌ها نصب شود، بخش‌هایی تا ته گودال فونداسیون حفر شده است و نصب پایه‌ها و ساخت کف بتنی به موقع انجام نشده است.

نقض ضوابط گودبرداری 2: پیوندهای ضعیف در سازه نگهبان

سیستم نگهدارنده یک دیوار دیافراگمی با پایه لوله فولادی است، با این حال، در مورد اتصال پایه لوله فولادی نگهدارنده و دیواره دیافراگمی و همچنین نمونه ای از اتصال استارت گزارش طراحی شامل توضیحات مفصلی ارائه نشده است. هیچ الزامات فنی در ارتباط با اتصال ارائه نشده است و همچنین الزامات جوشکاری برای قطعات تعبیه شده در دیواره های فولادی و دیافراگم وجود نداشت. جوشکاری ها به درستی انجام نشد. جابجایی بیش از حد جانبی مقطع دیوار جانبی همراه با نیروهای محوری زیاد و به شدت خارج از مرکز پایه ها، که منجر به ناپایداری سیستم سازه نگهبان می شود.

نقض ضوابط گودبرداری 3:  عدم وجود نظارت

تا قبل از 15 نوامبر، حداکثر نشست زمین به 316 میلی متر رسیده است و حداکثر جابجایی شیب دار در عمق 18 متری 43.7 میلی متر است. در 13 نوامبر، حداکثر جابجایی جانبی شیب‌دار به 65 میلی‌متر رسیده است که هر دو قبلاً از مقدار هشدار فراتر رفته‌اند، اما هیچ‌کدام هشدار داده نشد!

عدم رعایت ضوابط گودبرداری : بررسی علل فرعی

در ادامه دلایلی مرور می شود که به طور غیر مستقیم بر ریزش مترو تاثیر داشته است :

آبگیری مستقیم به جای اقدامات تقویتی

طرح اصلی طراح تقویت گودال فونداسیون توسط شمع مخلوط نواری در پایین است. با این حال، پیمانکار پیشنهاد کرد که به جای استفاده از اقدامات تقویتی، پایه را با آبگیری مستحکم کنید.

با توجه به این تجربه موارد زیر پیشنهاد میشود:

1. آب زیرزمینی در گودال پی به 1 متر زیر پایین ترین نقطه اعضای داخلی سازه و 3 متر زیر کف گودال فونداسیون کاهش می یابد.
2. آزمایش آبگیری باید قبل از گودبرداری انجام شود و آبگیری در محل باید 4 هفته قبل انجام شود.
3. هنگامی که فرونشست زمین از مقدار هشدار فراتر رفت، آبگیری باید متوقف و به موقع گزارش شود.

اما هیچ یک از این موارد به طور کامل در ساپروژه اجرایی نشد.

تعلل ناظر در توقف پروژه

ناظر با وجود تمامی ایرادات جدی که از کدها و مشخصات طراحی سرپیچی می کند پروژه را متوقف نکرد.

طراح نرمی خاک را لحاظ نکرده

 نتایج آزمایش خواص فیزیکی و مکانیکی قابل اعتماد است. با این حال، در طراحی سیستم نگهدارنده، طراحی جامع و توصیه منطقی با توجه به ویژگی‌های خاک نرم محلی در نظر گرفته نشده است که باعث می‌شود پارامترهای انتخابی بیش از حد بزرگ باشد و ضریب ایمنی سیستم گودال پی را کاهش دهد.

جمع بندی دلایل ریزش گود مترو ژیانگو

پس از بررسی میدانی و تجزیه و تحلیل اولیه، پنج دلیل برای ریزش گودبرداری در پروژه ی متروی ژیانگو به شرح زیر است:

1. با استفاده از مقدار متوسط ​​CQ و نه مقدار استاندارد CU به عنوان پارامتر مقاومت
2. لغو پایه های سطح چهارم.
3. اتصال ضعیف پایه های لوله با تیرهای اتصال و دیواره دیافراگم.
4. ابزار نظارت ناکافی و نادیده گرفتن عملکرد غیر معمول گودبرداری.
5. استفاده از چاه های آرتزین برای تحکیم به جای تزریق جت.

5 درس نقض ضوابط گودبرداری: بازخوانی حادثه مترو شانگهای                                                         

علت تخریب	شرح
گودبرداری بیش از حد	گودبرداری بیشتر از عمق مجاز بدون نصب به موقع پایه‌ها و ساخت کف بتنی.
پیوندهای ضعیف در سازه نگهبان	سیستم نگهدارنده ضعیف با اتصالات نادرست بین دیوار دیافراگمی و پایه‌های لوله فولادی، عدم رعایت الزامات جوشکاری.
عدم وجود نظارت کافی	عدم هشدار به موقع با وجود جابجایی‌ها و نشست بیش از حد مجاز در سازه.
آبگیری به جای تقویت فونداسیون	به‌جای استفاده از اقدامات تقویتی، از روش آبگیری استفاده شد که به‌طور کامل اجرا نشده و تاثیر منفی بر پایداری سازه داشت.
تعلل ناظر در توقف پروژه	ناظر پروژه با وجود ایرادات جدی در اجرای پروژه، اقدام به توقف پروژه نکرد.
نرمی خاک لحاظ نشده	طراح، ویژگی‌های خاک نرم محلی را در نظر نگرفته و پارامترهای طراحی بیش از حد بالا تعیین شده بود، که باعث کاهش ایمنی سیستم گودال شد.
استفاده از چاه‌های آرتزین	استفاده از چاه‌های آرتزین برای تحکیم به‌جای تزریق جت، که به کاهش استحکام و پایداری سازه منجر شد.

1. این حادثه ریزش بار دیگر ثابت می کند که گودبرداری خاک ها باید بر اساس اصول ساخت و ساز لایه ای و پهنه بندی شده، گودبرداری متقارن و متعادل، ریخته گری اولیه دال های پایه انجام شود و گودبرداری بیش از حد به ویژه در مناطق نرم خاک اکیداً ممنوع است. این پروژه با رعایت این اصول اجرا نشد که یکی از عوامل مستقیم حادثه است.
2. هنگام استفاده از دیوار حائل با ساختار پشتیبان داخلی در ناحیه خاک نرم ضخیم، دیوار باید مشکلات پایداری در ناحیه عمیق را در نظر بگیرد، از جمله نشست دیوار، بالا آمدن، و آسیب “تک پا” باید محاسبه و تایید شود. انواع روش ها اگر الزامات برآورده نشد، عمق درج دیوارها باید عمیق تر شود یا ناحیه غیرفعال باید تقویت شود. طراحی این پروژه به اندازه کافی محکم نبود و تقویت منطقه غیرفعال انجام نشد.
3. اگر تکیه گاه داخلی از خرپا فولادی یا پایه لوله فولادی ساخته شده باشد، برای جلوگیری از خروج از مرکز و ناپایداری، باید ساختار اتصال و جوشکاری به درستی پیشنهاد شود. و اولین تکیه گاه داخلی باید توسط بتن مسلح حمایت شود.
4. انتخاب پارامترهای مقاومت برشی باید با هدف محاسبه و ضریب ایمنی مطابقت داشته باشد. برای محاسبه فشار زمین، محاسبه مربوط به ” مدول برش” و “واژگونی” باید نتایج آزمایش برش سریع تثبیت یا آزمایش CU سه محوری را انتخاب کند. محاسبه ارتفاع پایه، لغزش و پایداری کلی باید نتایج آزمایش برش مستقیم سریع، آزمون UU سه محوری یا آزمون مقاومت برشی صفحه متقاطع را انتخاب کند. هنگامی که خاک رس نرم نقش مهمی ایفا می کند، طراحی باید جامع نگر باشه و همه ی آزمایشات را همزمان در نظر بگیرد، نه فقط میانگین، بلکه حداکثر و حداقل داده ها.
5. نظارت باید به طور دقیق، مستقل و بدون مداخله انجام شود. هنگامی که به آستانه ی هشدار رسید، باید به موقع گزارش شود و نباید پنهان شود. اداره نظارت باید با مهندسی ژئوتکنیک آشنا باشد و از برخی تخلفات عمده جلوگیری کند.

بی توجهی به ضوابط گود برداری : فروریختن میدان گوانگ‌ژو

گودال فونداسیون Zhuhai City Plaza در حدود ساعت 12:20 روز 21 ژوئیه 2005 فروریخت. پروژه این گودال از اکتبر 2002 شروع شد، اما چندین بار در میانه ی کار به تعلیق درآمد تا اینکه در 21 ژوئیه 2005 فرو ریخت. پروژه 2 سال و 9 ماه ادامه داشت. پس از ریزش در ضلع جنوبی گودال فونداسیون، پایه در گوشه جنوب شرقی از کار افتاد. دیوار بدون سازه نگهبان تهدیدی برای ایمنی محیط اطراف است. شمع های فونداسیون هتل Seafarer که در جنوب گودال فروریخته شکسته و جابجا شد و کلاهک در هوا معلق ماند و در نتیجه ساختمان در نزدیکی گودال فونداسیون فرو ریخت. شمع فونداسیون ساختمان مسکونی شماره 1 در نزدیکی گودال نمایان شد و دچار شکستگی شد و خاک زیر کلاهک ها خالی شد.

دلایل فنی اصلی این فروپاشی: مرور 4 مورد از ضوابط گودبرداری که رعایت نشد!

1. از داده های اکتشافی زمین شناسی می توان نتیجه گرفت که این سایت شامل لایه سنگی با سیلتسنگ آرژیلوس است که با لایه های درونی خاک به شدت هوازده در عمق گودبرداری مخلوط شده است. در حین کاوش، مشخص شد که توده سنگی در ضلع جنوبی به سمت گودال متمایل بوده و در لایه میانی به شدت هوازده، تراوش آب و جریان گل و لای وجود دارد. با توجه به داده های پایش تغییر شکل، نشانه های آشکاری از ریزش در ضلع جنوبی گودال پی را نشان داده است. اما هیچکدام از این مشکلات مورد توجه قرار نگرفته و اقدامات موثری که عامل اصلی حادثه است انجام نشده است.
2. عمق طراحی اولیه گودال فونداسیون 17.0 متر است، اما عمق واقعی گودبرداری 20.3 متر است. گودبرداری بیش از حد به عمق 3.3 متر نه تنها باعث ناکافی بودن نیروی لنگر می شود، بلکه دیوار حائل به عمق 20 متر را به یک دیوار معلق تبدیل می کند و قابل تنظیم نیست و در نتیجه یک خطر بالقوه ایجاد می کند.
3. زمان ساخت متناوب گودال فونداسیون 2 سال و 9 ماه می باشد. طبق آیین نامه مربوط به ساخت موقت بسیار طولانی تر از یک سال است که منجر به نرم شدن لایه های خاک به دلیل نشت و کاهش نیروی لنگر (کابل) به دلیل خوردگی اجزای فولادی می شود.
4. هنگامی که گودال فونداسیون فرو می ریزد، هنوز یک بیل مکانیکی بیل مکانیکی، یک جرثقیل و یک کامیون کمپرسی 16 متر مربعی در ضلع جنوبی گودال فونداسیون در نزدیکی هتل Seafaring وجود دارد. هنگامی که گودال فونداسیون در خطر بوده است، این بارهای ساختمانی نیز یکی از عوامل ریزش گود فونداسیون است.

رعایت کدام یک از ضوابط گودبرداری از حادثه ی گودال میدان شهر جلوگیری می‌کرد ؟

1. رعایت ضوابط عمق گودبرداری: عمق طرح اصلی 17 متر است، اما گودال واقعی تا 20.3 متر گودبرداری شده است، که باعث ایجاد دیوار حائل در دیوار آویزان می شود.
2. توجه به افزایش زمان پروژه و پایان عمر مفید سازه نگهبان: دوره خدمات سازه سازه نگهبان گودال پایه یک سال است و گودبرداری واقعی نزدیک به سه سال بوده است.
3. توجه به اضافه بارهای پروژه: اضافه بار در بالای گودال مانند کامیون کمپرسی، جرثقیل، و بیل مکانیکی.
4. توجه به موارد زمین شناسی: لایه سنگ کم عمق و متمایل به گودال است. طراحان از نرم افزار برای طراحی و بررسی گودال فونداسیون استفاده می کنند و این واقعیت را نادیده می گیرند که لایه سنگ شیب 25 درجه دارد. مشخص شد که جابجایی دیوار در ضلع جنوبی بسیار زیاد بود، بنابراین این قسمت از دیوار با کابل‌های لنگر تقویت شد، اما دامنه آن بسیار کوچک بود که فقط 20 تا 30 متر در امتداد ضلع غربی جنوب را پوشش می‌دهد. سازندگان معتقدند که تقویت ناکافی ناشی از طراحی غیر منطقی است .

مقایسه ضوابط اجرا نشده در دو پروژه ی چین

پروژه	دلایل اصلی تخریب	دلایل فرعی
مترو ژیانگو (چین)	1. گودبرداری بیش از حد بدون توقف به موقع.	1. استفاده از آبگیری به جای اقدامات تقویتی.
	2. اتصال ضعیف سازه نگهبان (پایه‌های لوله فولادی و دیوار دیافراگمی).	2. تعلل ناظر در توقف پروژه.
	3. عدم نظارت کافی بر تغییرات جابجایی و نشست زمین.	3. عدم در نظر گرفتن نرمی خاک محلی در طراحی.
	4. طراحی نامناسب با نادیده گرفتن شرایط خاک.
میدان گوانگ‌ژو (چین)	1. نادیده گرفتن داده‌های زمین‌شناسی و عدم توجه به نشانه‌های ریزش.	1. عدم تقویت مناسب دیوارها با کابل‌های لنگر.
	2. گودبرداری بیش از عمق مجاز (گودبرداری تا عمق 20.3 متر به‌جای 17 متر).	2. نادیده گرفتن ویژگی‌های زمین‌شناسی مانند شیب لایه سنگ.
	3. مدت زمان طولانی پروژه (2 سال و 9 ماه) و کاهش نیروی لنگر به دلیل خوردگی.
	4. وجود بارهای اضافی در محل پروژه (کامیون و ماشین‌آلات سنگین).