مطالعه عددی تغییر شکل‌های گودبرداری عمیق به روش ساخت از بالا ایرانی (مطالعه موردی پارکینگ نیایش)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی تهران، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

چکیده

یکی از روش‌های نوین پایدارسازی گودهای عمیق، استفاده از روش ساخت از بالا است. در این روش ضمن کاهش زمان اجرا و کنترل تغییرشکل دیواره گود، شرایط لازم برای احداث سازه در فضاهای محدود و پرتردد شهری فراهم می‌شود. در این مقاله، روش نوین ساخت از بالا ایرانی معرفی شده است. به منظور ارزیابی این روش، تغییرشکل‌های افقی و قائم حاصل از روش ساخت از بالا ایرانی، با روش ساخت از بالا دیوار دیافراگمی و روش میخکوبی مقایسه می‌شود. روش ساخت از بالا دیوار دیافراگمی با ضخامت دیوار 0.45 متر، روش ساخت از بالا ایرانی با دو ضخامت متفاوت دیوار 0.45 و 0.65 متر و‌ روش میخکوبی در ترکیب با دیوار 0.45 متر، با استفاده از نرم‌افزار المان محدودMIDAS GTS NX  مورد مطالعه عددی قرار گرفته است. به عنوان مطالعه موردی پروژه پارکینگ طبقاتی نیایش در تهران با عمق گود 29 متر انتخاب شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد که روش ساخت از بالا ایرانی در مقایسه با روش ساخت از بالا دیوار دیافراگمی 20 الی 25 درصد، تغییرشکل افقی کمتری دارد. روش میخکوبی سه تا چهار برابر، تغییرشکل بیشتری نسبت به هر دو نوع روش ساخت از بالا دارد و با افزایش عمق گود تفاوت آن‌ها بیشتر می‌شود. ضخامت بیشتر دیوار در روش ساخت از بالا ایرانی تأثیر ناچیزی بر روی تغییرشکل‌ها دارد و اثر آن را می‌توان نادیده گرفت. همچنین در روش ساخت از بالا ایرانی 10 الی 15 درصد نشست سطح زمین کمتر از روش ساخت از بالا دیوار دیافراگمی است. روش نوین بیان شده نشان می‌دهد که ساخت دیوار دیافراگم به صورت چندمرحله‌ای، می‌تواند کاهش تغییرشکل‌ها را در پی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Numerical Study of Deep Excavation Deformations by Iranian Top-Down Method (Case Study: Niayesh Parking)

نویسندگان [English]

  • Parham Tirzan 1
  • Ali Ghanbari 2
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Kharazmi University of Tehran, Iran
2 Department of Civil Engineering, University of Kharazmi, Tehran, Iran
چکیده [English]

One of the novel methods for stabilization of deep excavations is the use of top-down method. In this method, while reducing the execution time and controlling the deformation of the excavation wall, the necessary conditions for constructing structures in limited spaces or crowded urban areas are provided. In this paper, the Iranian top-down method is introduced. In order to evaluate this method, horizontal and vertical deformation of Iranian top-down is compared with diaphragm wall top-down method and nailing method. Diaphragm wall top-down with a wall thickness of 0.45 m, Iranian top - dawn with two different wall thicknesses of 0.45 and 0.65 m and  Nailed pile wall method with 0.45m thick wall, is studied numerically by using the finite element software MIDAS GTS NX. Niayesh parking lot in Tehran with a depth of 29 m is select for the case study. The results of this research show that Iranian top-down has a 20 - 25 percent lower horizontal deformation than the diaphragm wall top-down. Nailing method has three to four times more deformation compared to both types of top-downs and their difference increases by increasing the depth of excavation. The greater thickness of the wall in Iranian top-down has a negligible impact on the deformations and the effect can be ignored. Also, in Iranian top-down the ground surface settlement is 10 - 15 percent less than diaphragm wall top-down. The new method mentioned here shows that the construction of the diaphragm wall in a few steps can lead to reduction of deformations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Deep Excavation
  • Diaphragm wall top-down method
  • Iranian top-down method
  • Ground Settlement
  • Deformation of the pit wall

مراجع

[1] Long, M. (2001). Database for retaining wall and ground movements due to deep excavation. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 127, 203-224. doi: 10.1061/(ASCE)1090-0241(2001)127:3(203) 
[2] Tan, Y., & Li, M. (2011). Measured performance of a 26 m deep top-down excavation in downtown Shanghai. Canadian Geotechnical Journal, 48(5), 704-719. doi:10.1139/t10-100 
[3] Jamsawang, P., Voottipruex, P., Tanseng, P., Jongpradist, P., & Bergado, D. T. (2019). Effectiveness of deep cement mixing walls with top-down construction for deep excavations in soft clay: case study and 3D simulation. Acta Geotechnica, 14(1), 225-246. doi: 10.1007/s11440-018-0660-7
[4] Tuan, B., & Tam, N. (2018). Semi top-down method combined with earth-bank, an effective method for basement construction. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 143(1), 012047. doi: 10.1088/1755-1315/143/1/012047 
[5] Maaruf, A., & Oleynik, P. (2021). Determining the optimal construction method for basements using the Analytic Hierarchy Process. In E3S Web of Conferences, 258, 09043. doi:10.1051/e3sconf/202125809043  
[6] Ren, Q., Zhao, Q., Liu, W., Yang, S., Li, S., Yang, J., & Peng, F. (2016). Design and top-down construction at the Nanjing Youth Olympic Center, China. In proceedings of the institution of Civil Engineers, 169, 65-70. doi:10.1680/jcien.15.00045  
[7] Ji, x., Ni, p., Zhao, W., & Yu, H. (2019). Top-down excavation of an underpass linking two large scale basements in sandy soil. Arabian Journal of Geosciences, 12, 314. doi:10.1007/s12517-019-4493-y  
[8] Parsa-Pajouh, A., Azari, B., Mirlatifi, S., Buys, H., & Cullen, I. (2021). Numerical Analysis of a Top-Down Constructed Deep Basement with Diaphragm Walls in Barangaroo, Sydney-A Case Study. ISSMGE International Journal of Geoengineering Case Histories, 7(1), 95-112. doi: 10.4417/IJGCH-07-01-05  
[9] Gui, Y., Zhao, Z., Qin, X., & Wang, J. (2020). Study on deformation law of deep foundation pit with the top-down method and its influence on adjacent subway tunnel. Advances in Civil Engineering, 2020, 1-15. doi:10.1155/2020/8852336  
[10] Ramees Ali, M., & Rajasekaran, C. (2019). Performance of Deep Excavation for an Underground Metro Station Constructed by Top-Down Method-A Case Study. Lecture Notes in Civil Engineering, 25, 611-618. 
[11] Li, M. G., Chen, J. J., Xu, A. J., Xia, X. H., & Wang, J. H. (2014). Case study of innovative top-down construction method with channel-type excavation. Journal of Construction Engineering and Management, 140(5), 05014003. doi:10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0000828  
[12] Huang, Z. H., Zhao, X. S., Chen, J. J., & Wang, J. H. (2014). Numerical analysis and field monitoring on deformation of the semi-Top-Down excavation in Shanghai. In New frontiers in geotechnical engineering, 198-207. doi: 10.1061/9780784413456.021  
[13] Zhu, Y., Sun, F., Liu, M., Liu, Q., Li, X., & Ge, G. (2022). Numerical simulation study on construction effect of top-down construction method of suspended diaphragm wall for deep and large foundation pit in complex stratum. Advances in Civil Engineering, 2022. doi:10.1155/2022/8201726
[14] Hirakawa, K., Hamada, J., & Yamashita, K. (2016). Settlement behavior of piled raft foundation supporting a 300 m tall building in Japan constructed by top-down method. Japanese Geotechnical Society Special Publication, 2, 166-169. doi:10.3208/jgssp.ESD-21  
[15] Kim, D., Jeong, S., Jung, G., & Park, J. (2018). Load‐sharing ratio of prebored and precast pile in top‐down method construction process. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 27(10), e1472. doi: 10.1002/tal.1472
[16] Fakher, A., Razavi, S. A. R., Shahidi khah, M. (2022). Excavation and implementation of structure using top-down method. Soroush Danesh Publications. [In Persian]
[17] Barkhori, M., & Asgarzadeh, H. (2021). Analysis and Design of a Complex Underground Structure with Economic Comparison of Top-Down and Diaphragm Wall Construction Methods. Indian Geotech J, 51, 1234-1248. doi:10.1007/s40098-021-00512-z
[18] Pazhoohesh Omran Rahvar. (2014). Calculation book of multi-story parking and Niayesh Commercial Complex project, 79 peges. [In Persian]
[19] Mehraji, F., Asghari koljahi, E., & Ghanbari, A. (2012). Geotechnical engineering and geotechnical studies of Tehran underground parking melat with emphasis on soil deformation modulus. Masters's Thesis, Engineering Geology, Faculty of Basic Sciences-Department of Geology, Islamic Azad University, Research Sciences Unit. [In Persian]
[20] Rostamy, F., & Ghanbari, A. (2019). Numerical study of deep excavation by top-down method and deformation analysis, Geotechnical Civil Engineering Group, Master's Thesis, Kharazmi University of Tehran. [In Persian]
[21] Zhao, W., Han, J., Chen, Y., Jia, P., Li, S., Li, Y., & Zhao, Z. (2018). A numerical study on the influence of anchorage failure for a deep excavation retained by anchored pile walls. Advances in Mechanical Engineering, 10(2), 1-17. doi: 10.1177/1687814018756775  
[22] Ghanbari, A., & Shabani, M. (2019). Excavation Engineering Principles. Amirkabir University of Tehran. [In Persian]
[23] Malekzadeh, Z. (2014). “Evaluation of static and dynamic elasticity modulus and establishing their comparative relationship with depth changes. 8th National Specialized Geological Conference of Payame Noor University. [In Persian]  
[24] Decourt. L, (1995). “Load-deflection prediction for laterally loaded piles based on N.SPT values, proceedings“, 9th pan-American Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. 
ارسال نظر در مورد این مقاله
CAPTCHA Image

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار