Суурь барьц болон инженерийн ажилд цуут гангуудыг хэзээ сонгох ёстой вэ?

Ган налистай овоо гэж юу вэ, тэдгээр нь хэрхэн ажилладаг вэ?

Зэвэрдэггүй ган хавтгай цуварга нь хоорондоо холбогдон дэлгүүр, усны эсрэг тасалгаа үүсгэдэг боловсруулсан ган хэсгүүдээс бүрдэнэ. Эдгээр бүтэц ихэвчлэн ирмэг дээрээ Z эсвэл U хэлбэртэй байдаг бөгөөд тэдгээр нь ус орохыг сааруулах нягт хаалт үүсгэж, цэвэр усны аюулгүй байдал шаардлагатай цэвэр усны бүс, суурин газрын гүн суурь, чийгшилтийг сааруулах систем зэрэг газруудад сайн ажилладаг. Нэг удаа ашиглаж, хаядаг модон дэмжлэгтэй харьцуулахад өнөөгийн цаг үеийн цувилгаан болгосон гангууд нь GeoStruct-ийн өнгөрсөн жилийн судалгаагаар 35 кН/м² орчим хүчийг тэсвэрлэх чадвартай байдаг. Түүнчлэн тэдгээрийг барилгын талбараас гарган авч өөр барилгын талбайд дахин ашиглах боломжтой тул хугацааны хувьд мөнгө хэмнэдэг.

Ган цуварга ба бусад цуварганы төрлүүдийн гол ялгаа

Ган цуваргийг онцлог болгодог гурван чухал ялгаа:

• Цуглуулалтын хурдан хугацаа : Бетон секантын ханаас 60% бага хугацаа шаарддаг, учир нь хатуурах үе шатыг арилгасан.
• Хүрээлэнгийн хуваарилалт : Хоорондоо холбогдсон механизм нь цэргийн баганы системүүдтэй харьцуулахад стрессийг 40%-иар илүү үр дүнтэй тараана
• Орчин урлагийн хамгаалал : Цайрын давсар наасан хувилбар нь далайн усны орчинд эмгэгдээгүй модноос 3— дахин илүү их үедэлдэг

Ган хавтангийн хануудыг илүүд үздэг ердийн нөхцлүүд

Инженерчид ган хавтангийн хануудыг гурван өндөр эрсдэлтэй нөхцөлд илүүд үздэг:

1. Хотын уурхайнууд : Ойролцоох бүтэц суурилууд олборлолтын талбайнаас 5 м-ээс бага зайд байрлах үед тэдгээрийн суурь сууриудыг хамгаалахад хэвийн багасгах суурилуулалт чухал ач холбогдолтой
2. Далайн түвшин : Далайн ангийн хэсгүүд нь буудлын хөгжилд далайн усыг нэвтрэхээс сэргийлж, кейн ханын ард хөрсний бүтцийг хадгална
3. Яаралтай тохиолдолд усны түвшний хяналт : Хурдан суурилуулах чадвар (100м хэсэгт 48 цагаас бага) нь тэргэсийг бэхжүүлэхэд үнэлбэг юм

Хөрсний нөхцөл байдал ба ухлагдсан гүн: Цайрт ган хавтангийн ашиглалтын тохиромжийг тодорхойлох

Хөрсний төрлийг үнэлэх: Шингэн чанартай хөрс ба элс, чулуулаг хөрс

Шороон хөрстэй (нээрийн хөрс) шиг шингэн чанартай хөрсөнд цайрт ган хавтангийн хананд үүсэх хажуугийн хүчийг эсэргүүцдэг. Элс, чулуулаг зэрэг жижиглэгдсэн хөрсөнд холбогч хэсгүүдийн бүрэн холболт нь бетоны хувилбаруудтай харьцуулахад хажуу талын тогтвортой байдлыг 20–30% илүү сайжруулдаг бөгөөд ялангуяа хүртэлтийн өнцгийг оновчтой болгосон үед илүү үр дүнтэй байдаг.

Хөрсний даацын чадал цайрт ган хавтангийн сонголтонд ямар нөлөө үзүүлэх вэ

100 кН/м²-ээс бага хүндийн чадал бүхий хөрстэй ажиллах үед инженерчид ихэвчлэн цайрын агуулагч хөнгөн боловч хангалттай хатуу шинж чанартай цайрны навчны оосор ашигладаг тул ирээдүйд суурьшлын асуудал үүсэхээс сэргийлдэг. Жишээ нь, хөрсний даац нь ихэвчлэн 50-75 кН/м² хооронд байдаг зөөлөн шороонд цайрны навчны оосрууд нь энгийн бетоноос хийсэн оосруудтай харьцуулахад суурийн ачааллыг ойролцоогоор 40 хувиар бууруулдаг. Гэхдээ Стандарт Нэвтрэх Туршилтын үр дүнг оосрын сонголттой уялдуулах нь маш чухал. Энэ холбоо нь барилгын үйл явцад хөрс ямар байдлаар янз бүрийн төрлийн оосортой харилцаж байгааг илүү сайн ойлгоход тусалдаг.

Цайрны навчны оосрыг ашиглахад тохиромжтой шахалтын гүний зааг

Газар орох 6 метрээс илүү гүн хийх үед цайрын навчны баганууд жинхэнэ үзэгдэлдээ орж, ул төлөв дамжуулах тусгай багануудын өртөг ийм гүнд ихсэж эхлэх тул илүү боломжийн шийдэл болдог. Эдгээр навчнуудыг зураг авах замаар 18 метр гүнтэй хүртэл буулгах боломжийг олгодог бөгөөд хүч чадлыг нь хадгалж байдаг нь дайчин баганы системүүдтэй харьцуулахад давуу талтай юм. Учир нь дайчин багана нь замын дагуу ойролцоогоор 3 метр тутамд нэмэлт тулгуур шаарддаг. Тухайлбал, 12 метрээс илүү гүн газар орох үед цайрын навчны баганууд руу шилжих нь түшилтийн зардлыг ойролцоогоор 35 хувиар бууруулдаг. Энэ нь хэвийн арга барилгаас шаардлагатай байсан дундын дэмжлэгийн бүтэц бүрийг ашиглах шаардлагагүй болгоход оршино.

Их гүний цайрын навчны ханын тусламжтайгаар хажуу чиглэлд газрын даралтыг удирдах

8 м-с илүү гүнд сул хөрсөнд хажуу чиглэлд газрын даралт 50 кПа-аас хэтэрч болно. Цайрын навчны баганууд энэ даралтыг дараах аргаар эсрэглэдэг:

• Хөндлөн огтлолын модулийн тохируулга : Z-хэлбэртэй профайлууд хавтгай веб дизайнээс 25%-иар илүү моментийн эсэргүүцэл үзүүлдэг
• Пассив шорооны идэвхжүүлэлт : Хөндийлгөөний сууриас доогуур жигд хийгдсэн тулгуур баганы үзүүр нь шорооны эстэй байдалд естэй эсэргүүцлийг ашиглаж боломжийг олгоно
  Эдгээр онцлогууд нь цайрдуугаар бэхэлгээ хийх шаардлагагүйгээр зэсийн хальсны хананаас дээш 75 кПа хүртэлх даралтын ялгааг зохицуулах боломжийг олгоно. Ийм учраас хот суурин газрын гүн хөндийлгөөний 78% төслүүдэд ингэж зааж өгдөг (Геотехникийн инженерчлэлийн хүрээлэн, 2023).

Усны хязгаарын удирдлага ба зэсийн хальсны ханыг саатуулах ханын үүрэг

Суурь хөндийлгээний өндөр усны хязгаартай холбоотой дутагдал

Өндөр усны хязгаар нь шороог шингээн нарийсгах, мөн гидростатик даралт үүсгэх замаар хөндийлгөөний тогтвортой байдлыг эрсдэлд оруулдаг. Циклон болон тав тухайн бүс нутагт байрлах төслүүд нь ус зайлуулах зардлаа 47%-иар нэмэгдүүлдэг (ASCE 2022) бөгөөд энэ нь жижиг элсэнцэрийн шороонд шороо шингэрэх, хэт их борооны үед самбараа насосны гэмтэл, талын чичирхийлэл ханыг суллах зэрэг эрсдэлтэй.

Цэвэр усны бүсэд зэсийн хальсны ханыг яагаад саатуулах хана гэж үздэг вэ

2023 онд Морины инженерчлэлийн сэтгүүлд нийтлэгдсэн саяхны судалгаа нь зөөлөн нүхлэст шороонд ус агуулахад традицион бетон хананаас цэвэрхэн ган хавтангийн олборууд ойролцоогоор 2-3 дахин илүү үр дүнтэй ажилладагийг харуулж байна. Эдгээр ган хавтангууд хоорондоо холбогдож бат бөх, тасралтгүй ханыг бүрдүүлдэг. Талбайн шалгалтууд нь энэ нь элсэнхийн давхрага дундуур урсаж буй газрын доорх усны ойролцоогоор 95 хувийг саатуулдаг болохыг илтгэж байна. Эдгээр бүтэц нь газрын түвшнээс доош ойролцоогоор 6 метр (20 фут) гүнд 12-15 psi хүртэлх усны даралтыг тэсвэрлэж чаддаг. Үүнээс гадна, эдгээр бүтцүүд суурь хэсгийг бэхжүүлэх, мөн ус шигдээхгүй байлгах мембран болон хоёр давхар үүрэг гүйцэтгэдэг тул шороог тогтворжуулахтай холбоотой барьж буй олон төрлийн төслүүдэд маш олон талт ашигтай байдаг.

Цагаан ган хавтангийн ханыг суурилуулах үед ус зайлуулах үр дүнтэй арга замууд

2021 онд USACE-ийн хийсэн талын шинжилгээний дагуу ган наалдах хавтанг нийлүүлэх цэгийн системтэй хослуулбал ус зайлуулахад зарцуулагдах энергийг ойролцоогоор 34%-иар бууруулах боломжтой. Эдгээр аргачлалыг үр дүнтэй хэрэгжүүлэхийг хүсэж буй хүмүүст дараах чухал алхмуудад анхаарах шаардлагатай. Юуны өмнө, хананы бүтээцийн ард талд дараалсан 25 фут тутамд чөлөөлөх нумнуудыг суурилуурах нь зөв юм. Газрын доорх үзэгдлийг хянахад IoT пьезометрүүд нь урсгалын хурдыг тасралтгүй хянах боломжийг олгоно. Мөн 5 фут тутамд давхарлаж олборлох нь гидравликийн хувьд тэнцвэрийг хадгалахад тусалдаг тул ийм алхамыг хийх нь маш чухал гэдгийг мартаагүй байх хэрэгтэй. Эдгээр нийлмэл аргууд нь газрын доорх усны түвшин газрын түвшиндээс доош 3 фут эсвэл түүнээс бага байх үед ялангуяа сайн ажилладаг.

Ачааллын шаардлага: Хажуу ба Вертикаль шаардлагыг Загварчлалд Тэнцвэржүүлэх

Зэвэрдэггүй болон цуврал хананууд нь нарийн ачааллын хослолоос тэсвэртэй байх ёстой бөгөөд инженерүүд хажуу даралтыг вертикаль даацын шаардлагатай тэнцвэржүүлэх шаардлагатай.

Нэмэлт ачаалал ба газар хөдлөлтийн үед үүсэх хажуу ачааллын хэмжээг тодорхойлох

Замын ханы эсвэл газар хөдлөлтийн бүс зэрэг хэрэглээнд хажуу хүч доминант үүрэг гүйцэтгэдэг. 2023 оны геотехникийн судалгаагаар газар хөдлөлт нь хажуу хүндийн даралтыг 30–50%-иар нэмэгдүүлж болохыг илрүүлсэн бөгөөд тогтвортой байдлыг хадгалахын тулд холболтын хэсгийн зузааныг нэмэгдүүлэх эсвэл зайг багасгах шаардлагатай болдог.

Барьж буй ханы хэрэглээнд вертикаль ачааллын шаардлагыг үнэлэх

Гол төлөв хажуу эсэргүүцлийн тулд зориулагдсан ч, нягт суурин давхаргад суулгасан тохиолдолд цуврал зэвэрдэггүй ханууд (жишээ нь: комби-хана) хос системд 800 кН/м хүртэлх вертикаль ачааллыг дааж чаддаг. Энэ боломж нь хотын хөндийлбөрт чирэг, түр бүтээцүүд ханыг доош нь татах хүч үзүүлдэг үед маш чухал үүрэгтэй.

Маргаан шинжилгээ: Цуврал зэвэрдэггүй ханууд жинтэй вертикаль ачааллыг үнэхээр дааж чадах уу?

Зэвэрдэггүй ган наалттай хавтангийн томоохон вертикаль ачааллыг үр дүнтэй даах чадварын талаар одоогоор ч хэлэлцээний асуудал болж үлдсэн. Зарим инженерчид тав тухайн асуудлуудад үндэслэн, тагтах системийн олон удаа ачаалал өгөх үед нэгтгэлийн холболтууд гулсаж болох талаар анхааруулж байсан. Харин нөгөө талаас, ихэнх мэргэжилтнүүд зөв дизайны үед эдгээр бүтэц сайн ажилладаг гэж туршлагатайгаар итгэдэг. Жишээ нь, ачааллыг ойролцоогоор 12 меганиутон хүртэл даасан ган наалттай хавтангийн ханыг ашигласан гүүрийн суурийг авч үзье. Энэ нь сайжруулсан нэгтгэлийн дизайн болон суурийн хэсэгт цементжүүлсэн шугамыг нэмснээр хийгдсэн. Голдоо гаргаж болох дүгнэлт бол зөвхөн ердийн хэрэглээнээс ялгаатай байдлаар зөвхөн нарийвчилсан инженерийн анхаарал шаарддаг боловч зэвэрдэггүй ган наалттай хавтан нь жинхэнэ вертикаль ачааллыг аюулгүй дааж чадна гэсэн үг юм.

Наалттай зэвэрдэггүй ган хавтанг ашиглан ачааллыг тараах зөв аргачлал

Төгсгөл эгнээний шинжилгээг бодит цагийн талын багаж хэмжигдэхүүнтэй интеграци хийснээр хүчний дахин тархалтыг нарийвчлан хянах боломжийг олгох бөгөөд холимог ачааллын нөхцөлд илүүдэл ачааллын эрсдлийг багасгадаг.

Ган наалдмал ханын үргэлжлэх хугацаанд нөлөөлөх материал ба орчны хүчин зүйлс

Халуун багсаж авсан ба хүйтэн боловсруулсан ган: Ажиллагаа ба зардлын асуудлууд

Халуун багсаж авсан гангаар хийсэн ханын жигнүүрүүд нь онцгой хүч чадал, хоорондын холболтын бат бөх чанартай байдаг тул их ачаалалтай орчинд тохиромжтой. Үйлдвэрлэлийн интенсив зардалд хамаарч анхны үнэ нь 15–20% илүү боловч 50 гаруй жилийн үйлчилгээний хугацаа нь энэ хөрөнгө оруулалтыг баталгаажуулна. Харин хүйтэн боловсруулсан жигнүүрүүд нь түр зуурын, төсөв хязгаарлагдмал төслүүдэд тохиромжтой ч талын ачаалал дор муруйх чадвар сул байдаг.

Далайн ба үйлдвэрийн орчны коррозийн эрсдэл

Усанд дүрэгдсэн далайн бүс нутагт коррозийн хурд жилд 0.5 мм-с давах бөгөөд хүчиллэг ус (pH < 4.5) бүхий үйлдвэрийн газруудад цэврүүт коррози хурдан явагдаж, бүтээцэд 10 жилийн дотор 30% хүртэлх бууралт үүсгэж болзошгүй.

Эсрэг бүрэн гүйцэтгэх арга хэмжээнүүд: Катодын хамгаалалт ба коррозийн нөөц

Галваник катодын хамгаалалт нь идэвхтэй орчинд үйлчилгээний насыг 25–40 жилээр сунгана. Торгууль болох 2–3 мм зузаан нэмж оруулах нь туршилтаар баталгаажсан коррозийн эсрэг арга зам бөгөөд далайн хэрэглээнд нэвтрэх гэмтлийг хүртэл 15 жилийн хугацаагаар хойшлуулна.

Цайралттай шовхны цахилгаан баганы тэвчээр байдлыг хангах, амьдралын мөчлөгийг удирдах

Цайралттай шовхны цахилгаан багана нь 90% дахин боловсруулж боломжтой бөгөөд сэргээж авсан материалуудын 70%-г шинэ барилга дээр давтан ашигладаг. Амьдралын мөчлөгийн үнэлгээний дагуу халуун олборлож авсан цахилгаан баганыг гурван төслийн мөчлөгт давтан ашиглах нь нэг удаа хэрэглэгдэх бетоны хувилбартай харьцуулахад нүүрстөрөгчийн ялгаралтыг 60% бууруулдаг.