Optimization of innovative design solutions in geotechnical engineering

• Autorzy: Frydrych Mateusz

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2023.144176

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja innowacyjnych rozwiązań konstrukcyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The demands placed on industry today are increasingly challenging and demanding. To meet these challenges, designers, contractors, and technology managers are constantly looking for effective solutions. Industry has always thrived on new technologies and innovations to achieve better results, so it is critical to undertake new developmental research to simulate and test new technological proposals. In this paper, the author describes a new direction in civil engineering technology that interdisciplinary couples solutions known to the bridge industry with geotechnical aspects in the technology space and the possibility of implementation in the construction industry. The author proposes the application of prestressing together with technological aspects of this solution to diaphragm walls, which are not only a temporary housing but also the foundations of a new investment. Thanks to this solution it is possible, among other things, to resign from one level of diaphragm expansion of diaphragm walls, which translates into cost optimization. It is an innovative approach to designing and most of all constructing the load-bearing structure, which directly influences the technological optimization of selected issues of completing the underground parts of the investment. Additionally, the presented solution contributes to the balanced execution of the investment by reducing the use of materials and construction equipment. The author discusses technological, execution and implementation problems related to the application of innovative solutions in construction companies together with examples of cost optimization. The author presents the results of conducted research with application of the proposed solution in the implementation of the underground commercial investment.

PL

Wymagania stawiane dziś przez przemysł są coraz bardziej ambitne i wyśrubowane. Aby wyjść naprzeciw tym wyzwaniom, projektanci, wykonawcy oraz zarządzający technologiami, nieustanie szukają efektywnych rozwiązań. Od zawsze przemysł rozwija się dzięki nowym technologiom i innowacjom, które pozwalają osiągać lepsze wyniki, zatem niezwykle istotne jest podejmowanie nowych badań rozwojowych, które pozwolą symulować i sprawdzać nowe propozycje technologiczne. W niniejszym artykule autor opisuje nowy kierunek rozwoju technologii w zakresie inżynierii lądowej, który interdyscyplinarnie sprzęża rozwiązania znane mostownictwu z aspektami geotechnicznymi w przestrzeni technologii i możliwości wdrożenia w przemyśle budowlanym. Postawione zagadnienie dotyczy zasadniczo dwóch obszarów realizacji, czyli projektowania i wykonawstwa podziemnych części inwestycji. Część projektowa z pewnością związana jest z zagadnieniami geotechnicznymi, lecz część wykonawcza oprócz wymagań dotyczących konkretnie geotechniki, sprowadza się do zwinnego zarządzania dostawami materiałów, koordynacji prac wykonawczych, optymalnego wykorzystania sprzętu oraz kontroli prowadzonych procesów. Autor proponuje zastosowanie sprężenia wraz z aspektami technologicznymi tego rozwiązania do ścian szczelinowych, stanowiących nie tylko tymczasową obudowę, ale także fundamenty nowej inwestycji. Dzięki temu rozwiązaniu możliwe jest m.in. zrezygnowanie z jednego poziomu rozparcia ścian szczelinowych, co przekłada się na optymalizację kosztów.

Słowa kluczowe

EN

cost optimization; deep excavation; geotechnical engineering; innovation; prestressing; technology

PL

geotechnika; wykop głęboki; innowacja; optymalizacja kosztów; sprężenie; technologia

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 69, nr 1
• Strony: 329--342
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Frydrych Mateusz

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0929-0652

Bibliografia

• [1] POL-on. [Online]. Available: https://polon.nauka.gov.pl/opi/aa/pn?execution=e1s1. [Accessed: 14.04. 2022].
• [2] Y. Xie, Y. Zhao, Y. Chen, and C. Allen, “Green construction supply chain management: Integrating governmental intervention and public-private partnerships through ecological modernisation”, Journal of Cleaner Production, vol. 331, art. no. 129986, 2022, DOI: 10.1016/j.jclepro.2021.129986.
• [3] Centrum Informacji o Rynku Energii (CIRE.PL). [Online]. Available: https://www.cire.pl/artykuly/opinie/174126-zastosowanie-nowoczesnych-rozwiazan-w-przedsiebiorstwie-i-ich-wplyw-na-ograniczenie-sladu-weglowego. [Accessed: 21.04.2022].
• [4] F. Pomponi and A. Stephan, “Water, energy, and carbon dioxide footprints of the construction sector: A case study on developed and developing economies”, Water Research, vol. 194, art. no. 116935, 2021, DOI: 10.1016/j.watres.2021.116935.
• [5] W. Jackiewicz-Rek, K. Chilmon, and A. Garbacz, “Beton fotokataliczny nowej generacji - wyzwania naukowe i koncepcje wdrożeniowe”, Inżynieria i Budownictwo, vol. 77, no. 1/2, pp. 55-59, 2021.
• [6] B. Heidari and L. C. Marr, “Real-time emissions from construction equipment compared with model predictions”, Journal of the Air & Waste Management Association, vol. 65, no. 2, pp. 115-125, 2015, DOI: 10.1080/10962247.2014.978485.
• [7] J. Kulejewski, N. Ibadov, J. Rosłon, and J. Zawistowski, “Cash Flow Optimization for Renewable Energy Construction Projects with a New Approach to Critical Chain Scheduling”, Energies, vol. 14, no. 18, art. no. 5795, 2021, DOI: 10.3390/en14185795.
• [8] J. Rosłon, M. Książek-Nowak, and P. Nowak, “Schedules Optimization with the Use of Value Engineering and NPV Maximization”, Sustainability, vol. 12, no. 18, pp. 1-21, 2020, DOI: 10.3390/su12187454.
• [9] J. Sobieraj, D. Metelski, and P. Nowak, “The view of construction companies’ managers on the impact of economic, environmental and legal policies on investment process management”, Archives of Civil Engineering, vol. 67, no. 1, pp. 111-129, 2021, DOI: 10.24425/ace.2021.136464.
• [10] Q. Weng, Z. Xu, Z. Wu, and R. Liu, “Design and Performance of the Deep Excavation of a Substation Constructed by top-down Method in Shanghai Soft Soils”, Procedia Engineering, vol. 165, pp. 682-694, 2016, DOI: 10.1016/j.proeng.2016.11.766.
• [11] Zarząd Dróg i Zieleni w Gdyni. [Online]. Available: https://www.zdiz.gdynia.pl/sprawydozalatwienia/wydawanie-zezwolen-na-zajecie-pasa-drogowego/. [Accessed: 29.04.2022].
• [12] K. Bode, A. Różycka, and P. Nowak, “Development of a Pragmatic IT Concept for a Construction Company”, Sustainability, vol. 12, no. 17, pp. 1-17, 2020, DOI: 10.3390/su12177142.
• [13] H. Tajima, M. Kishida, N. Fukai, A. Dan, and M. Saito, “Study on construction loads during shield tunneling using a three-dimensional FEM model”, Tunnelling and Underground Space Technology, vol. 21, no. 3-4, pp. 250-250, 2006, DOI: 10.1016/j.tust.2005.12.112.
• [14] NSCC International. [Online]. Available: https://nsccme.com/projects/kahramaa-new-hq-tower-lusail-doha/. [Accessed: 05.09.2022].
• [15] T. Kasprowicz and A. Starczyk-Kołbyk, “Randomized Earned Value Method for the rolling assessment of construction projects advancement”, Archives of Civil Engineering, vol. 68, no. 2, pp. 501-520, 2022, DOI: 10.24425/ace.2022.140655.
• [16] P. Nowak, M. Książek, M. Draps, and J. Zawistowski, “Decision Making with Use of Building Information Modeling”, Procedia Engineering, vol. 153, pp. 519-526, 2016, DOI: 10.1016/j.proeng.2016.08.177.
• [17] R. Sukkarak, S. Likitlersuang, P. Jongpradist, and P. Jamsawang, “Strength and stiffness parameters for hardening soil model of rockfill materials”, Soils and Foundations, vol. 61, no. 6, pp. 1597-1614, 2021, DOI: 10.1016/j.sandf.2021.09.007.
• [18] R. de Borst, “Chapter 6 - Fracture Modeling Using Isogeometric Analysis”, in Computational Methods for Fracture in Porous Media, R. de Borst. Elsevier, 2018, pp. 109-154, DOI: 10.1016/B978-0-08-100917-8.00006-X.
• [19] P. Nowak and M. Skłodkowski, “Multicriteria Analysis of Selected Building Thermal Insulation Solutions”, Archives of Civil Engineering, vol. 62, no. 3, pp. 137-148, 2016, DOI: 10.1515/ace-2015-0088.
• [20] M. Szóstak, “Proactive scheduling of repetitive construction processes to reduce crews idle times and delays”, Archives of Civil Engineering, vol. 67, no. 4, pp. 243-259, 2021, DOI: 10.24425/ace.2021.138497.
• [21] J. Martí, F. Gonzalez-Vidosa, V. Yepes, and J. Alcalá, “Design of prestressed concrete precast road bridges with hybrid simulated annealing”, Engineering Structures, vol. 48, pp. 342-352, 2013, DOI: 10.1016/j.engstruct.2012.09.014.
• [22] M. Alqedra, M. Arafa, and M. Ismail, “Optimum Cost of Prestressed and Reinforced Concrete Beams using Genetic Algorithms”, Journal of Artificial Intelligence, vol. 4, no. 1, pp. 76-88, 2011, DOI: 10.3923/jai.2011.76.88.
• [23] B. Supriyadi, S. Siswosukarto, and A. Triwiyono. “Economic review of variation of prestressed girder length on bridge construction practices”, International Journal of GEOMATE, vol. 19, no. 76, pp. 165-172, 2022, DOI: 10.21660/2020.76.83951.