Projektowanie uszczelnienia dna wykopu wykonanego w technologii jet grouting

• Autorzy: Modoni G. , Flora A. , Lirer S. , Ochmański M. , Croce P.

Warianty tytułu

EN

Design of jet grouted excavation bottom plugs

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Racjonalny pod względem kosztów tok projektowania uszczelnienia dna wykopu w technologii iniekcji strumieniowej. Poziome przegrody grawitacyjne z częściowo zachodzących na siebie kolumn jet grouting zapewniające tymczasową wodoszczelność wykopu oraz stateczność na wypór od wody gruntowej. Metoda projektowania z jednoczesnym uwzględnieniem właściwości mechanicznych i ciągłości przegrody. Możliwa optymalizacja przegrody przez zmianę długości kolumn i wykonanie iniekcji z wolnym przelotem, tj. z pozostawieniem nadkładu z gruntu rodzimego. Zmniejszenie długości kolumn prowadzące do utworzenia smukłej przegrody, dla której należy sprawdzić warunek na wewnętrzne zniszczenie cementogruntu w celu wyeliminowania spękań i na zniszczenia całej konstrukcji wykopu. Imperfekcje geometryczne przegrody związane z faktem, że kolumny jet grouting, pomimo rygorystycznej kontroli podczas ich wykonywania, odbiegają od idealnie jednolitych i cylindrycznych struktur. Statystyczna ocena imperfekcji uszczelnienia dna w odniesieniu do danych eksperymentalnych z różnych badań terenowych i ich symulacja metodą Monte Carlo, wykazująca ograniczony wpływ imperfekcji na stateczność przegrody. Wymagane uwzględnienie imperfekcji w analizie filtracji wody przez przegrodę. Analiza ciągłości uszczelnienia uwzględniająca imperfekcje przez wprowadzenie współczynników częściowych określonych z analizy probabilistycznej. Zależności wyprowadzone z obliczeń pozwalające na sprawdzenie wpływu niepełnej wodoszczelności przegrody na konstrukcję wykopu. Wprowadzone zależności przedstawione w postaci wykresów służących do projektowania uszczelnienia dna.

EN

A methodology for cost-effective design of jet grouted water-sealing bottom plugs is presented in this paper. These massive barriers, made of partially overlapping jet grouted columns, are required to ensure temporary waterproofing to excavation areas and adequate uplift resistance against water loads. Therefore, the proposed calculation procedure simultaneously focuses on the structural performance and continuity of the plug. The design may be optimized by considering the possibility of reducing column length, performing injections only in the lower part of the plug, and leaving the upper part of the plug untreated. The reduction in column length may then result in a very slender slab, and a structural check has to be performed to avoid tension fracturing or overall structural collapse. Additionally, in spite of strict controls, jet grouted columns are never perfectly cylindrical or exactly aligned along their prescribed position, and thus the plug may present imperfections. Statistical evaluation of defects with experimental data from different field trials and their simulation with the Monte Carlo method shows that the imperfections are less relevant for the structural performance of the plug, but must be carefully taken into account in the analysis of seepage. Imperfections have been thus introduced in the structural analysis by means of partial factors evaluated from probabilistic analysis. The latter calculation provides a rule to control the effects of incomplete watertightness of the plug. The introduced relations are expressed with design charts.

Słowa kluczowe

PL

geotechnika; kolumny jet grouting; wodoszczelność wykopów; wykopy

• Wydawca: IMOGEOR, Spółka z o. o.
• Czasopismo: Inżynieria Morska i Geotechnika
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 2
• Strony: 83--99
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Modoni G.

• Universita degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale, Dipartimento di Ingegneria Civile e Meccanica, via di Biasio 43, 03043, Cassino, Włochy

autor

Flora A.

• Universita degli Studi di Napoli Federico II, Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale, via Claudio 21, 80125 Neapol, Włochy

autor

Lirer S.

• Universita degli Studi Guglielmo Marconi, Dipartimento di Ingegneria della Sostenibilita, via Plinio 44, 00193, Rzym, Włochy

autor

Ochmański M.

• Politechnika Śląska, ul. Akademicka 5, 44-100 Gliwice, Polska

autor

Croce P.

• Universita degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale, Dipartimento di Ingegneria Civile e Meccanica, via di Biasio 43, 03043, Cassino, Włochy

Bibliografia

• 1. Arroyo, M., Gens, A., Croce, P., Modoni, G.: Design of jet-grouting for tunnel waterproofing. Proc., 7th Int. Symp. on Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground, TC28 IS Rome, G. Viggiani ed., Taylor & Francis Group, London, s. 181-188, 2012.
• 2. Burland, J.: Shaft friction of piles in clay – A simple fundamental approach. Ground Eng., 6(3), s. 30-42, 1973.
• 3. CEN (European Committee for Standardization). Eurocode 7 – Geotechnical design. EN 1997-1, Brussels, 2004.
• 4. Croce, P., Flora, A.: Analysis of single fluid jet-grouting. Geotechnique, 50(6), s. 739-748, 2000.
• 5. Croce, P., Flora, A., Modoni, G.: Experimental investigation of jet grouting. Proc., ASCE Conf. 2001 a GeoOdissey, ASCE, Reston, VA, s. 245-259, 2001.
• 6. Croce, P., Flora, A., Modoni, G.: Jet grouting, CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, FL, s. 284, 2014.
• 7. Croce, P., Modoni, G.: Numerical modelling of jet-grouted foundations. Proc., 5th European Conf. on Numerical Methods in Geotechnical Engineering, European Regional Technical Committee (ERTC7), Paris, s. 453-458, 2002.
• 8. Croce, P., Modoni, G.: Design of jet grouting cut-offs. Ground improvement, Vol. 10-1, Institution of Civil Engineers, London, s. 1-9, 2005.
• 9. Eramo, N., Modoni, G., Arroyo Alvarez de Toledo, M.: Design control and monitoring of a jet grouted excavation bottom plug. Proc., 7th Int. Symp. on Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground, TC28 IS Rome, G. Viggiani, ed., Taylor & Francis Group, London, s. 611-618, 2012.
• 10. Evangelista, A., Feola, A., Flora, A., Lirer, S., Maiorano, R. M. S.: Numerical analysis of roof failure mechanisms of cavities in a soft rock. Proc., Inter. Conf. GeoEng 2000, Vol. 2, Technomic, Melbourne, Australia, 2000.
• 11. Flora, A., Lignola, G. P., Manfredi, G.: A semi-probabilistic approach to the design of jet grouted umbrellas in tunnelling. Ground Improv., 11(4), s. 207 217, 2007.
• 12. Flora, A., Lirer, S., Lignola, G. P., Modoni, G.: Mechanical Analysis of jet-grouted supporting structures. Proc., 7th Int. Symp. on Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground, Taylor & Francis Group, Boca Raton, FL, 2011.
• 13. Flora, A., Lirer, S., Monda, M.: Probabilistic design of massive jet grouted water sealing barriers. Proc. IV Int. Conf. on Grouting and Deep Mixing, L. F. Johnsen, D. A. Bruce, and M. J. Byle, eds., Vol. 2, ASCE, Reston, VA, s. 2034-2043, 2012.
• 14. Flora, A., Modoni, G., Lirer, S., Croce, P.: The diameter of single, double and triple fluid jet grouting columns: Prediction method and field trial results. Géotechnique, 63(11), s. 934–945, 2013.
• 15. Lignola, G. P., Flora, A., Manfredi, G.: A simple method for the design of jet grouted umbrellas in tunnelling. J. Geotech. Geoenviron. Eng., 10.1061/(ASCE)1090-0241(2008)134:12(1778), s. 1778-1790, 2008.
• 16. Meyerhof, G. G.: Bearing capacity and settlement of pile foundations. J. Geotech. Eng. Div., 102(GT3), s. 195-228, 1976.
• 17. Modoni, G., Bzówka, J.: Design of jet grouting for foundation. J. Geotech. Geoenviron. Eng., 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000718, s. 1442 1454, 2012.
• 18. Modoni, G., Croce, P., Mongiovì, L.: Theoretical modelling of jet grouting. Géotechnique, 56(5), s. 335-347, 2008.
• 19. Ochmański, M., Modoni, G., Bzówka, J.: Numerical analysis of tunnelling with jet-grouted canopy. Soils Found., 55(5), s. 929-942, 2015.
• 20. Ochmański, M., Modoni, G., Bzówka, J.: Prediction of the diameter of jet grouting columns with artificial neural networks. Soils Found., 55(2), s. 425 436, 2015.
• 21. Shen, S., Wang, Z., Yang, J., Ho, C.: Generalized approach for prediction of jet grout column diameter. J. Geotech. Geoenviron. Eng., 139(12), s. 2060-2069, 2013.
• 22. Sondermann, W., Toth, P. S.: State of the art of the jet grouting shown on different applications. Proc., 4th Int. Conf. on Ground Improvement, Finnish Geotechnical Society, Helsinki, Finland, s. 181-194, 2001.
• 23. Vanmarcke, E. H.: Random fields: Analysis and synthesis, MIT Press, Cambridge, MA, s. 382, 1983.
• 24. Van Tol, A. F.: Lessons learned from jetgrouting at a tunnel project in the Haghe, A. Dhouib, J. P. Magnan, and P. Mastat, eds., LCPC, Paris, s. 321-331, 2004.
• 25. Van Tol, A. F., Koster, S., Ramler, J. P. G., Verruijt, A., Vrijling, J. K.: Imperfections in jetgrout layers. Proc., 15th Int. Conf on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Vol. 3, Balkema, Rotterdam, Netherlands, s. 1883 1886, 2001.
• 26. Van Tol, A. F., Van Riel, A. J. E., Vrijling, J. K.: Towards a reliable design for jetgrout layers. Proc., 15th Int. Conf. on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Balkema, Rotterdam, Netherlands, s. 1887-1890, 2001.
• 27. Viggiani, C., Mandolini, A., Russo, G.: Piles and pile foundations, Spon Press, Abingdon, U.K., s. 278, 2012.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).