Fundament muhandisligida po'lat liklarini qachon tanlash kerak?

Po'lat varaqali svayalar nima va ular qanday ishlaydi?

Po'lat po'latli svayalar yer va suvni ushlab turish uchun bir-biriga ulanadigan g'ildirakdan o'tkazilgan po'lat qismlardan tashkil topadi. Bu inshoatlarning yon tomonlari odatda Z shaklida yoki U shaklida bo'ladi va sohil atrofidagi hududlarni himoya qilish, binolar uchun chuqur fondlar, shamol va suv toshqinlarini to'xtatish tizimlari kabi joylarda ajoyib ishlaydigan suvsiz muhit hosil qiladi. O'tmishdagi bir martalik ishlatiladigan yog'och tayanchlarga qaraganda, zamonaviy galvanizlangan po'lat versiyalari GeoStruct tadqiqotlariga ko'ra, kvadrat metrga taxminan 35 kN ga teng bo'lgan ancha kuchliroq kuchlarga chidasa qodir. Shuni ham aytish kerakki, ular turli qurilish maydonlarida qayta-qayta foydalanish maqsadida olib tashlanishi mumkin, bu esa uzoq muddatda pul tejash imkonini beradi.

Po'lat po'latli svayalar bilan boshqa turlagi svayalar orasidagi asosiy farqlar

Po'lat po'latli svayalarni noyob qiluvchi uchta muhim farq:

• O'rnatish tezligi : Beton kesuvchi devorlarga nisbatan 60% kamroq vaqt talab qiladi, chunki qattiqlov davri kerak emas
• Yuk tarqatish : Bir-biriga ulanuvchi tuzilma kuchlanishlarni soldat svayali tizimlar bilan solishtirganda 40% samaraliroq taqsimlaydi
• Ekologik muqavimatlilik : Sinki bilan qoplangan namunalar dengiz suvidagi muhitda ishlov berilmagan yog'ochga qaraganda 3 marta uzoqroq xizmat qiladi

Po‘lat varaq svayalarning afzal ko‘riladigan keng tarqalgan vaziyatlari

Muhandislar po‘lat varaq svayalarni uchta yuqori darajadagi vaziyatlarda afzal ko‘radi:

1. Shahar qazishlari : Qo'shni inshootlar qazish joyidan 5 m dan kam masofada joylashgan bo'lsa, ularning o'rnatilishi paytida tebranishlarni minimal darajada saqlash mavjud poydevorlarni himoya qiladi
2. Okean oqim zonasi : Dengiz sifatidagi bo'limlar port loyihalarida dengiz suvining kirib ketishini oldini oladi va quy to'nalari orqasidagi tuproq butunligini saqlaydi
3. Favqulodda holsizlikka qarshi kurash : Tezkor o'rnatish imkoniyati (100 metr bo'lim uchun <48 soat) ularni daryo to'nalari mustahkamligi uchun noaniqdar

Tuproq sharoitlari va qazish chuqurligi: Po'lat varaqali svayalarni ishlatish uchun mosligini aniqlash

Tuproq turini baholash: Bog'langan va donli tuproqlar

Loynali kabi bog'langan tuproqlarda po'lat varaqali svayalar tuproq plastikligi tufayli vujudga keladigan kesuvchi kuchlarga qarshilik ko'rsatadi. Qum yoki g'isht kabi donli tuproqlarda esa ishqalanish burchagining optimallashtirilgan bo'lganda beton alternativlariga nisbatan ularning uzluksiz uloqtirish tizimi yon tomondan barqarorlikni 20–30% ga yuqori ta'minlaydi.

Tuproqqa chidamlilik po'lat varaqali svayalarni tanlashni qanday ta'sir qiladi

100 kN/m² dan kam bo'lgan qo'llab-quvvatlash hajmiga ega bo'lgan tuproqlar bilan ishlayotganda, muhandislar odatda po'lat varakli svayalarni tanlaydi, chunki bu materiallar yengil, lekin baribir juda chidamli bo'lib, kelajakda noqulaylik tug'diradigan cho'zilish muammolarini oldini olishga yordam beradi. Masalan, qo'llab-quvvatlovchi hajm odatda taxminan 50 dan 75 kN/m² gacha bo'lgan yumshoq gillik tuproqni olsak. Bu erda po'lat varaklar an'anaviy quvuriladigan betondagilarga nisbatan o'rnatish paytida yukni taxminan 40% ga kamaytiradi. Biroq, svayalarni Standart Penetratsiya Sinovi natijalari bilan moslashtirish haqiqatan ham farq hosil qiladi. Bu bog'lanish qurilish jarayonida tuproqning turli xil svayalar bilan qanday o'zaro ta'sirlashishini aniqroq tushunishga yordam beradi.

Po'lat Varakli Svayalardan Foydalanishni Qo'llab-Quvvatlaydigan Toshko'chak Chiqarish Chuqurligi Me'yori

Po'lat varakali svayalar 6 metrdan chuqurroq qazishda haqiqatan ham yaxshi ishlaydi, chunki an'anaviy vaqtinchalik tayanchlar bunday chuqurliklarda juda qimmatga tusha boshlaydi. Ushbu varaklarning dizayni ularni kuchini saqlab turgan holda 18 metrgacha chuqurlikka tushirish imkonini beradi, bu esa oddiy svayali tizimlar bilan taqqoslanmaydigan afzallikdir, chunki ular har 3 metrda qo'shimcha mustahkamlovchi elementlarga ehtiyoj sezadi. Ayniqsa 12 metrdan ortiq chuqur qazishlarda po'lat varakali svayalarga o'tish so'rash xarajatlarini taxminan 35% ga kamaytirishi mumkin. Bu an'anaviy usullarda talab qilinadigan oraliq tayanch tuzilmalarga ehtiyoj bo'lmasligi sababli sodir bo'ladi.

Chuqur po'lat varakali svaya devorlari bilan yon tomonga qaratilgan yer bosimini boshqarish

8 m dan chuqurroq chuqurliklarda, loyqo tuproqlarda yon tomonga qaratilgan yer bosimi 50 kPa dan oshib ketishi mumkin. Po'lat varakali svayalar buni quyidagilar orqali yo'qotadi:

• Kesim modulining optimallashtirilishi : Z shaklidagi profillar tekis to'rli dizaynlarga qaraganda 25% yuqori momentga chidamliroq
• Passiv tuproq faollashtirish : Quvur ostidagi quduqni ekskavatsiya tagiga tushirish tabiiy tuproq qarshiligini jalb qiladi
  Ushbu xususiyatlar po'lat plitali devorlarga 75 kPa gacha bo'lgan bosim farqini ankerlar mavjud bo'lmasa ham bartaraf etish imkonini beradi — bu esa ularning shahar sohasidagi chuqur quduqlar loyihalarining 78% da ishlatilishining asosiy sababidir (Geotexnik muhandislik instituti, 2023).

Suv havzasi boshqaruvi va po'lat plitali devorlarni suv oqishini to'xtatuvchi to'siq sifatida qo'llash

Fundament quduqlarida yuqori suv jadvalining qiyinchiliklari

Yuqori suv jadvali tuproqning to'yinganligi va gidravlik bosim orqali ekskavatsiya barqarorligini xavf ostiga qo'yadi. Daryo vodiylari yoki sohil mintaqalaridagi loyihalarda suv chiqarish xarajatlari 47% ga ko'proq bo'ladi (ASCE 2022), shuningdek, granulyar tuproqlarda tuproqning suyuqlanishi, kuchli yomg'irda sukob nasoslarning ishdan chiqishi va mustahkamlash tizimini buzuvchi yon tomonga suv oqishi kabi xavflar ham mavjud.

Po'lat plitali devorlarning suvli qatlam zonalarda to'siq devor sifatida nima uchun samarali ishlashi

2023-yilda 'Marine Engineering Journal'da e'lon qilingan so'nggi o'rganish shuni ko'rsatdiki, o'tkazuvchan tuproqlar bilan ishlashda po'lat varaqali svayalar an'anaviy gil devorlarga qaraganda suvni ushlab turishda taxminan 2 yoki 3 marta yaxshiroq ishlaydi. Ushbu po'lat varaqalarning bir-biriga ulanish usuli butun uzluksiz to'siqlarni shakllantiradi. Maydon sinovlari ularning qumli suv o'tkazmaydigan qatlamlardan oqib chiquvchi yer osti suvining taxminan 95 foizini to'xtatishini ko'rsatadi. Ular yer osti sathidan taxminan 20 fut chuqurlikda 12 dan 15 psi gacha bo'lgan suv bosimini bartaraf eta oladi. Shuningdek, bu inshootlar asos mustahkamlovchi hamda suv o'tkazmaydigan membrana sifatida bir vaqtning o'zida ikki vazifani bajaradi va shu tufayli tuproqni barqarorlashtirishni talab qiladigan turli qurilish loyihalarida juda ko'p maqsadga xizmat qiladi.

Po'lat varaqali svayalarni o'rnatish bilan birga samarali suv chiqarish strategiyalari

2021-yilda USACE tomonidan o'tkazilgan maydon sinovlariga ko'ra, po'lat plitali devorlarni quduchli tizimlar bilan birlashtirish suvni chiqarish uchun kerak bo'ladigan energiya iste'molini taxminan 34% ga qisqartirishi mumkin. Ushbu usullarni samarali joriy etmoqchi bo'lganlar uchun e'tiborga loyiq bir nechta asosiy bosqichlar mavjud. Avvalo, devor tuzilmasining orqa tomonida taxminan 25 fut (7,6 m) oralig'ida bo'shatish quduqlarini o'rnatish maqsadga muvofiqdir. IoT piezometrlar yordamida oqim tezligini doimiy ravishada kuzatish orqali yer ostidagi jarayonlarni kuzatish ancha osonlashadi. Shuningdek, bosqinma ekskavatsiya muhimligini unutmang — gidravlik jihatdan muvozanat saqlash uchun 5 fut (1,5 m) kesimlarda yerga chuqurtilish tavsiya etiladi. Bu birlashtirilgan usullar yer osti suvi darajasi haqiqiy sathdan uch fut (0,9 m) yoki undan kam chuqurlikda joylashgan hollarda ayniqsa yaxshi ishlaydi.

Yuklama talablari: Loyihalashda Gorizontal va Vertikal Talablarni Muvozanatlantirish

Po'lat varakali svayali devorlar murakkab yuk kombinatsiyalariga chidashi kerak, bu muhandislarga yon tomondagi bosimlarni vertikal tayanchni ushlab turish talablari bilan muvozanatlashishni taqozo qiladi.

Qo'shimcha va yer quyroqligi faolligidan kelib chiqadigan yon tomondagi yuklarni o'lchash

Yondan bosuv kuchlari yo'l ko'tarilmasi yoki yer quyroqligi zonalari kabi sohalarda ustunlik qiladi. 2023-yildagi geotexnik tadqiqot yer quyroqligi faolligining yon tomondagi yer bosimini 30–50% gacha oshirishi mumkinligini aniqladi, bu barqarorlikni saqlash uchun interbloklar orasidagi masofani kamaytirish yoki qalinroq kesimlar talab qilinishi kerakligini anglatadi.

Uskunaviy devorlar qo'llaniladigan joylarda vertikal yuklarni baholash

Asosan yon tomondan chidash uchun mo'ljallangan bo'lsada, zich tayanch qatlamlarga urilgan po'lat varakali svayalar aralash tizimlarda (masalan, kombi-devorlar) 800 kN/m gacha vertikal yuklarni ham ushlab turishi mumkin. Bu shaharlarda ekskavatsiya paytida kranlar yoki vaqtinchalik inshootlarning tayoqchaga pastga qarab ta'sir qilishi tufayli muhim ahamiyatga ega.

Nazorat tahlili: Po'lat varakali svayalar haqiqatan ham og'ir vertikal yuklarni ushlab turishi mumkinmi?

Hali ham po'lat varaqli svayalar katta vertikal yuklarni samarali olib yurishlari haqida kelishuv mavjud emas. Ba'zi muhandislar sohil bo'ylab havo o'zgarishi tizimlarida takroriy yuklanish tsikllari davomida uloqtirish joylari siljigan holda amalda uchraydigan muammolarga asoslanib, xavotirlar bildirishmoqda. Boshqa tomondan, ko'plab mutaxassislarning fikricha, ushbu insholar to'g'ri loyihalangan taqdirda yaxshi ishlaydi. Masalan, ko'priklarning etak qismida po'lat varaqli svayali devorlar taxminan 12 meganyuton miqdorida yukni muvaffaqiyatli olib borgan. Bu yaxshiroq uloqtirish dizayni va asosidagi groutlangan poyalar qo'shilishi orqali erishilgan. Asosiy xulosa shundaki, ehtiyotkorlik bilan muhandislik jihatlariga e'tibor berilsa, po'lat varaqli svayalar haqiqatan ham og'ir vertikal yuklarni xavf-siz olib yurishi mumkin, garchi ular standart dasturlardagidan farqli ravishda to'g'ri loyiha talablari talab qilinsa ham.

Uloqtirilgan po'lat varaqli svayalardan foydalangan holda yuk taqsimoti bo'yicha eng yaxshi amaliyotlar

Cheklangan elementlar usulini haqiqiy vaqt rejimida maydon asboblari bilan birlashtirish kuchlanishning qayta taqsimlanishini aniq kuzatish imkonini beradi va aralash yuklamalar sharoitida ortiqcha yuklanish xavfini kamaytiradi.

Po'lat plastinchatli svayalarning umrining material va atrof-muhit omillari

Qizdirilgan qalqonli po'lat va sovuq shakllangan po'lat: ishlash va xarajatlar jihatidan taqqoslash

Qizdirilgan po'lat liklar yuqori mustahkamlik va uloqtirish integraliga ega bo'lib, kuchli yuklamalarga chidamli muhit uchun idealdir. Ishlab chiqarish jarayoni tufayli dastlabki narxi 15–20% qimmatroq bo'lsa ham, ularning 50 yildan ortiq foydalanish muddati sarmoyani oqlaydi. So'vuq shakllangan liklar vaqtinchalik, byudjeti cheklangan loyihalar uchun mos keladi, lekin tomonlama yuk ostida qattikligi kamayadi.

Dengiz va sanoat muhitidagi korroziya xavflari

Suv ostidagi dengiz zonalarida korroziya tezligi yiliga 0,5 mm dan oshadi. Sanoat maydonlarida esa (pH < 4,5) kislotali yer osti suvlari pufakli korrozniyaning rivojlanishini tezlashtiradi va tuzilma quvvatini o'n yil ichida 30% gacha kamaytirishi mumkin.

Xavf-xatarlarni kamaytirish choralari: katodli himoya va korroziya uchun me'yoriy kamaytirish

Galvanik katodli himoya xizmat ko'rsatish muddatini agressiv muhitda 25–40 yilga cho'zadi. Dengiz sohasidagi qo'llanmalarda sirtlikka kirishdan 15 yilgacha kechikishni ta'minlaydigan isbotlangan korroziya me'yorida 2–3 mm foydalanish uchun qurbon qilinadigan qalinlik qo'shiladi.

Po'lat plitalarning barqarorligi va hayotiy sikli boshqaruvi

Po'lat plitalar 90% qayta ishlanadi, ulardan olingan materialning 70% yangi qurilishda qayta ishlatiladi. Hayotiy sikl bo'yicha baholash shuni ko'rsatadiki, uch loyihaviy tsiklda qayta ishlatilgan issiq siljirtilgan po'lat plitalar bir martalik beton alternativlariga nisbatan uglerod chiqindilarini 60% ga kamaytiradi.