پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

بررسی نحوه پایش گودهای پایدارسازی شده به روش میخ‌کوبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانش آموخته دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران
3 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران
چکیده
در فرآیند توسعه شهری، حفاری‌های عمیق اغلب برای ساخت زیرزمین‌های چند طبقه، تونل‌های راه‌آهن و راهسازی انجام می‌شود که به دلیل حفاظت از سازه‌ها و زیرساخت‌های مجاور چالش‌هایی را برای مهندسان ایجاد می‌کند. بنابراین جهت گودبرداری ایمن، نیاز به استفاده از روش‌ها و ابزار اندازه‌گیری خاص جهت پایش است. در این تحقیق، براساس نتایج شبیه‌سازی گود پایدارسازی شده به روش میخ‌کوبی با استفاده از نرم‌افزار المان محدود PLAXIS، تأثیر پارامترهای عمق و عرض گرد، وجود لایه خاک مسأله‌دار، آب زیرزمینی و سازه‌های حساس به تغییرمکان در مجاورت گود بر نحوه ارائه طرح پایش، بررسی گردید. نتایج نشان داد که برای گودهای عمیق، استقرار سیستم پایش ضروری است. جهت اندازه‌گیری جابه‌جایی‌های قائم، استفاده از نشست‌سنج در پشت دیوار یا ستون‌های میانی و جهت اندازه‌گیری جابه‌جایی‌های افقی، استفاده از انحراف‌سنج در پشت دیوار یا ستون‌های میانی توصیه می‌شود. در صورت وجود آب زیرزمینی باید پیزومتر در پشت دیواره گود نصب شود. همچنین در صورت وجود لایه‌های خاک مسئله‌دار، لازم است در مرز لایه‌ها از نیروسنج در میخ‌ها و در پشت دیواره از کرنش‌سنج و انحراف‌سنج استفاده شود. ابعاد گود تأثیری در نتایج ندارد و نیاز به ابزارگذاری خاصی نیست.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of Monitoring Techniques Used in Soil-Nailed Excavations

نویسندگان English

Alireza Ahadi 1
Sadegh Ghavami 2
Pourya Khadem 3
1 Ph.D., Graduate, School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
2 Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Sahand ,University of Technology, Tabriz, Iran.
3 M.Sc., Graduate, Faculty of Civil Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran.
چکیده English

In urban development processes, deep excavations are frequently carried out for the construction of multi-level basements, railway tunnels, and transportation infrastructure. These excavations create significant challenges for engineers due to the need to protect adjacent structures and urban utilities. Therefore, safe excavation requires the application of appropriate monitoring methods and specialized instrumentation. In this study, based on the results of numerical simulations of a soil nail–stabilized excavation using the finite element method, the effects of excavation depth and width, the presence of problematic soil layers, groundwater conditions, and the existence of displacement-sensitive structures adjacent to the excavation on the design of monitoring systems investigated. The results indicate that for deep excavations, the installation of a monitoring system is essential. For measuring vertical displacements, the use of extensometers behind the wall or at intermediate columns is recommended, while horizontal displacements should be monitored using inclinometers installed behind the wall or near intermediate columns. In the presence of groundwater, piezometers should be installed behind the excavation wall. Furthermore, when problematic soil layers are present, load cells should be installed on soil nails at the layer boundaries, and strain gauges and inclinometers should be used behind the wall. The dimensions of the excavation do not significantly affect the monitoring results and do not require additional instrumentation.

کلیدواژه‌ها English

Monitoring
Excavation
Soil Nailing
Finite Element Method
-Bahramipour, O., Moezzi, R., Jalali, F.M., Khaksar, R.Y., & Gheibi, M. (2025). Parametric Evaluation of Soil Nail Configurations for Sustainable Excavation Stability Using Finite Element Analysis. Inventions, 10(4), 45.
-Byrne, R.J., Cotton, D., Porterfield, J., Wolschlag, C., & Ueblacker, G. (1998). Soil manual for design and construction monitoring of soil nail walls. Federal Highway Administration, No. FHWA-SA-96-069R.
-Farokhzad, F., Shabani, M.J., & Hasanpour, A. (2020). Investigating Stabilized Excavations Using Soil Nailing Method in Urban Context. Journal of Rehabilitation in Civil Engineering, 8(2), 126-138.
-Hsieh, P.G., & Ou, C.Y. (1998). Shape of ground surface settlement profiles caused by excavation. Canadian Geotechnical Journal, 35(6), 1004-1017.
-Kung, G.T., Juang, C.H., Hsiao, E.C., & Hashash, Y.M. (2007). Simplified model for wall deflection and ground-surface settlement caused by braced excavation in clays. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 133(6), 731-747.
-Langousis, M. (2007). Automated monitoring and inverse analysis of a deep excavation in Seattle. MS thesis, Northwestern University, Evanston, IL.
-Liu, K., Meng, Q., Kong, Q., & Zhang, X. (2022). Review on the Developments of Structure, Construction Automation, and Monitoring of Intelligent Construction. Buildings, 12(11), 1890.
 -Lyman, R.A., Lim, A., & Rahardjo, P.P. (2022). Estimating system stiffness of soil nailing wall for deep excavation in clay. International Journal of Civil Engineering, 20(9), 1009-1025.
-Ou, C.Y., & Hsieh, P.G. (2011). A simplified method for predicting ground settlement profiles induced by excavation in soft clay. Computers and Geotechnics, 38(8), 987-997.
-Tan, Y., Jiang, W.Z., Rui, H.S., Lu, Y., & Wang, D.L. (2020). Forensic geotechnical analyses on the 2009 building-overturning accident in Shanghai, China: Beyond common recognitions. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 146(7), 05020005.
-Tang, C., He, S., & Zhou, W. (2024). An efficient physics-guided Bayesian framework for predicting ground settlement profile during excavations in clay. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 16(4), 1411-1424.
-Tian, H., Wang, Y., & Huang, Y. (2025). Uncertainty-aware digital twins for deep excavations with lateral support. Automation in Construction, 181, 106658.
-Zheng, C., Franza, A., & Jimenez, R. (2022). Analysis of floating and end-bearing pile foundations affected by deep-excavations. Computers and Geotechnics, 153, 105075.
-Zhu, Y., Wang, W., Xu, Z., Chen, J., & Zhang, J. (2025). Hydro-Mechanical Numerical Analysis of a Double-Wall Deep Excavation in a Multi-Aquifer Strata Considering
Soil–Structure Interaction. Buildings, 15(6), 989.