Analysis of dynamic replacement column construction process on neighbouring engineering structures

• Autorzy: Łupieżowiec M. , Kanty P.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ace-2015-0021

Warianty tytułu

PL

Analiza wpływu formowania kolumn kamiennych wykonywanych metodą dynamicznej wymiany na pobliskie konstrukcje inżynierskie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the analysis of the influence of works related to the dynamic replacement column formation on the bridge pillar and the highway embankment located nearby. Thanks to DR columns, it is possible to strengthen the soil under road embankment in a very efficient way. However, the construction of such support carries risk to buildings and engineering structures located in the neighbourhood. Therefore modelling and monitoring of the influence of the conducted works should be an indispensable element of each investment in which dynamic replacement method is applied. The presented issue is illustrated by the example of soil strengthening with DR columns constructed under road embankment of DTŚ highway located in Gliwice. During the inspection, the influence of vibrations on the nearby bridge pillar and road embankment was examined. The acceleration values obtained during these tests were used to verify the elaborated numerical model.

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu robót związanych z formowaniem kolumn wymiany dynamicznej na znajdujący się w pobliżu filar mostowy oraz nasyp autostradowy. Aby uformować kolumnę, należy w pierwszej kolejności wybić w podłożu krater, który następnie jest zasypywany kruszywem grubookruchowym. W dalszej kolejności następuje zagęszczanie wsypanego kruszywa i kolejne wypełnienie krateru. Zarówno wybicie krateru, jak i zagęszczanie kruszywa wykonywane jest poprzez zrzuty ciężkiego ubijaka z dużej wysokości. W Polsce zwykle stosuje się ubijaki o masie 10 – 30 ton, które są zrzucane z wysokości 10 – 25 m. Formowanie następuje aż do uzyskania wyraźnego oporu wpędu kolumny, co objawia się zwiększeniem średnicy kolumny. Kolumny kamienne w technologii DR pozwalają na niezwykle skutecznie wzmocnienie podłoża pod nasypami drogowymi, jednak ich wykonywanie wiąże się z zagrożeniem dla pobliskich konstrukcji budowlanych i inżynierskim. Dlatego też modelowanie jak i monitorowanie wpływów prowadzonych robót na sąsiedztwo winno być nieodzowną częścią każdej inwestycji z zastosowaniem tej technologii.

Słowa kluczowe

EN

dynamic replacement; soil accelerations; numerical modelling; field tests; DR column

PL

wymiana dynamiczna; przyspieszenie gruntu; modelowanie numeryczne; badanie polowe; kolumna kamienna

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 61, nr 3
• Strony: 3--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Łupieżowiec M.

• Silesian University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Geotechnics and Roads, Gliwice

autor

Kanty P.

• Menard Polska Sp. z o.o., Warszawa

Bibliografia

• 1. Polish code PN-85/B-02170, Ocena szkodliwości drgań przekazywanych przez podłoże na budynk (Assessment of the harmful impact of vibrations transmitted by soil to the building) (in Polish).
• 2. Polish code PN-88/B-02171, Ocena wpływu drgań na ludzi w budynkach (Assessment of the influence of vibrations on people in buildings) (in Polish).
• 3. R. Ciesielski, A. Kwiecień, K. Stypuła, Propagacja drgań w warstwach przypowierzchniowych podłoża gruntowego. Badania doświadczalne in situ, (Vibration propagation in near-surface soil layers. In situ tests), Monograph, Kraków 1999 (in Polish).
• 4. K. Gromysz, Analiza częstotliwości drgań odbieranych przez obiekty budowlane wywołanych wstrząsem pochodzenia górniczego i drganiami wywołanymi pracami geotechnicznymi i ruchem pojazdów szynowych (Analysis of vibration frequency received by building objects produced by geo-technical works and railvehicle traffic), Przegląd Górniczy 10/2010 (in Polish).
• 5. M. Gunarante and others, Stabilization of Florida organic material by dynamic replacement, Final research report, 1997.
• 6. B. Hamidi, S. Veraksin, H. Nikraz, The effectiveness of vibration reduction trenches in dynamic replacement project, Conference proceedings, 2012.
• 7. P. Kanty, Analiza doświadczalna wpływu wymiany dynamicznej gruntu na otoczenie (Experimental analysis of the influence of the dynamic replacement method on the surrounding soil). Doctoral thesis. Gliwice. Silesian University of Technology, 2014 (in Polish).
• 8. P. Kanty, Laboratory research on the vibrations occurring during dynamic replacement stone columns formation, XIV Konferencja Naukowa Doktorantów Wydziałów Budownictwa, Monograph, 95-104, Szczyrk 8-9.05.2014.
• 9. J. Kawalec , T. Warchał, Dynamic Replacement Columns with Aggregate Transition Zone Stabilized by Geosynthetics for Embankment Foundation over Weak Deposits, Paper submitted to XVI ECSMGE 2015.
• 10. J. Kawecki, K. Stypuła, Jeszcze raz o błędach w diagnozach dotyczących oceny wpływów dynamicznych na budynki oraz ludzi w budynkach (Once again about errors in diagnosing the assessment of dynamic influence on buildings and people in buildings), XXVI Konferencja naukowo-techniczna Awarie Budowlane, 243 – 250, Szczecin - Międzyzdroje, 21-24 maja 2013 (in Polish),
• 11. S. Kwiecień, J. Sękowski, Kolumny kamienne formowane w technologii wymiany dynamicznej (Stone columns formed with dynamic replacement technology), Monograph, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2012 (in Polish).
• 12. M. Łupieżowiec, Modelowanie rozchodzenia się drgań powodowanych przez konsolidację dynamiczną w ujęciu MES (Modelling of the propagation of vibration caused by dynamic consolidation by FEM analysis), Inżynieria Morska i Geotechnika, 352-357, 4/2012 (in Polish).
• 13. G. Song, P. Qiao, W. Binienda, G. Zou, Active vibration damping of composite beam using smart sensor and actuators, Journal of aerospace engineering, 97 – 103, July 2002.
• 14. P. Stinnette and others, A quality control programme for performance evaluation of dynamic replacement of organic soil deposits, Geotechnical and Geological Engineering, 15, 283-302, 1997.
• 15. H.S. Thilakasiri and others, Investigation of impact stresses induced in laboratory dynamic compaction of soft soils, International Journal for numerical and analytical methods in geomechanics, Vol.20, 753-767, 1996.
• 16. R. D. Woods, Screening of elastic surface waves by trenches, Journal of Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE 94,4, 951-979, 1994.
• 17. Th. Zimmermann, A. Truty, A. Urbański, K. Podleś, Z_Soil.PC 2010 3D user manual, Theory, Tutorials and Benchmarks, Data Preparation, Elmepress International & Zace Services Ltd, Switzerland, 2010.