ערימות מונעות שימשו כבר זמן רב כטכנולוגיה בסיסית בהנדסה אזרחית וימית, המספקת תמיכה חזקה למבנים שמגנים על החוף ועל אזורי היבשה מפני שיטפונות ושחיקה. בעוד שינויי האקלים מאיצים עלייה ברמת הים ועצימות את הסערות, הביקוש לעומסים אמינים, מערכות הגנה מצפות עמידות, לא היה גדול יותר.

מה הם פילטוס?

ערימות מונעות הן אלמנטים עמוקים של יסודות אשר מעבירים עומסים מבניים באמצעות שכבות אדמה חלשות או משתנות כדי לשאת strata מוכשר.בניגוד פירים קידוחים או caissons, אשר הם מוצבים במקום, ערמות מונעות הן prefabricated ומותקנות על ידי פטישים המשפיעים, נהגים אינרוטאליים, או rams הידראוליים הידראוליים.תהליך ההתקנה מחלחל את הקרקע הסובבת, וספקת עמידות מיידית.

  • (FLT:0 ; ערימה של ערמות עץ מציע ביצועים טובים בסביבות מים מתוקים אבל הם פגיעים למשעמים ימיים ושפל במים מלחים אלא אם כן מטופלים טיפולים משמרים מודרניים להאריך את חייהם ל-30-50 שנים.
  • (FLT:0) מחסנים של מחסנים 1 (Prestressed or מחזק ערימות בטון משמשים נרחב בהגנה על הצפה בגלל כוחם הדחוס גבוה, עמידות במי הים, והתנגדות לשחיתות.
  • (FLT:0 steel ערימות FLT:1) - פלדה H-piles, ערימות צינורות, וערימות גיליון מספקים כוח רב הפין מעולה וקלים ל splice ולנהל. ערימות פלדה משמשים לעתים קרובות ביישומים מים עמוקים והיכן נהיגה דרך אדמה צפופה או פסולת נדרש.
  • (FLT:0) מחסניות משולבות של מחסנים:1 - שילוב חומרים כגון פצצות פולימריות מאוישות בסיבים (FRP) מלאות בערימות קונקרטיות, מורכבות מציעים את ההתנגדות של קורוזיה של פלסטיק עם הכוח של בטון.

ממדים הפין משתנים באופן נרחב: קוטרים מ 10 אינץ ' עד 6 מטרים, אורך עד 150 מטרים או יותר, בהתאם לתנאי הקרקע עומסי עיצוב. ערמות כונן מותקנות בדרך כלל בקבוצות ומחוברים על ידי כובע בטון כדי ליצור בסיס חזק או מערכת קיר.

טכניקות ההתקנה

שיטת התקנת ערימות משפיעה באופן משמעותי על הביצועים, עלות ועל ההשפעה הסביבתית.שלוש הטכניקות העיקריות הן:

השפעה נהיגה

פטיש טיפות או דיזל מכה שוב ושוב את החלק העליון של ערמה, מכריח אותו לתוך הקרקע.אפקט נהיגה יעיל ברוב סוגי הקרקע, כולל חולות צפופים וחימרנים נוקשים.עם זאת, הוא מייצר רמות רעש גבוהות (לעתים קרובות מעל 100 decibels) ורטטים קרקעיים, אשר יכול להפריע מבנים סמוכים וחיים מימיים. Noise אמצעי ⁇ כוללים פטישים סגורים, שמיכות קול, בועות.

נהיגה

פטישים אינסטינקטיים משתמשים במשקל אקסצנטרי כדי לייצר תנודות אנכיות, צמצום התנגדות הקרקע ומאפשרים לערימה לשקוע תחת משקלו שלו. שיטה זו שקטה יותר מאשר השפעה נהיגה והתאמה היטב עבור אדמה גרניט.מיצוי אינסטימטיבי משמש לעתים קרובות לערימות זמניות.עם זאת, רטט מתמשך יכול לגרום למכסה אדמה או התיישבות בחולות רופפת, הדורש מעקב זהיר.

לחץ הידרוקולי

מערכות חיתוך hydrulic לדחוף ערימות לתוך הקרקע באמצעות כוח סטטי, חיסול רעש ורטטים לחלוטין. שיטה זו אידיאלית עבור אזורים עירוניים או קווי חוף רגישים אקולוגית.דחצה הידרוקולית היא איטית ומוגבלת לקרקעות רכות יותר אבל מספק שליטה יוצאת דופן על מיקום ערימה והיערכות.

ללא קשר לשיטתו, ניטור בזמן אמת של קצב חדירה, אנרגיית הפטיש והתנגדות הקרקע (באמצעות מנתחי ערימה) מבטיח בקרת איכות ואימות הנחות עיצוב.

תפקיד פילטוס Driven Piles in Flood Defense

ערימות מונעות יוצרות את עמוד השדרה של מערכות הגנה מצפות רבות, מה שמעביר את הכוחות המאוחרים והעליונים העצומים מן המים ופעולת הגל לתוך קרקע יציבה.הם משמשים במבנים המפתח הבאים:

Sea Walls ו-Bolkheads

קירות ים רתקטיים בנויים לעתים קרובות מערימות פלדה או לוחות בטון הנתמכות על ידי ערמות מונעות.בתחומים עם אדמה חלשה, כגון נהר דלטס, מערכת חומה משולבת - שבו ערימות של גיליון מונעות לעומק וקשורות חזרה לעערות - מעצימות הן נוקשות והן התנגדות לשיפוץ יתר.

לבה Reinforcement

הרבה לולים ברחבי העולם גדלים ומתחזקים להתמודד עם רמות מים גבוהות יותר.ערימות Driven משמשים כדי לטעון כתרים levee, למנוע את ה-Seepage, ומתנגדים לזינוק במהלך הצפה ממושכת. בהולנד, עבודות דלתא מסתמכות על ערמות קונקרטיות הנעות עמוק לתוך קרקעית הים כדי לתמוך במכשולים וחיזוקים דקים.

מבולגייט וקרן גדר

מחסומים מבוליים קלים דורשים יסודות מסיביים להתנגד לעומס סטטי ודינמי.הגדר התמזה בלונדון משתמשת ערימות פלדה המונעות לעגן את שעריה ואת פיטורים שלה.

פילטוס מונע על ידי חוף Erosion Prevention

שחיקה החוף הוא תהליך טבעי מואץ על ידי פעילות אנושית ושינוי האקלים.ערות Driven משמשים לבניית מבנים להפריע תחבורה סינדימנט החוף ארוך, פיזור אנרגיית גל, וייצוב קווי החוף.

ג'וינס

גרייטס הם קירות נמוכים שנבנו perpendicular לחוף כדי למלכוד חול נעים לאורך החוף. הם לעתים קרובות עשויים מעץ או ערמות בטון המונע לתוך החוף.שדה groyne יכול להאט אובדן החוף ולבנות חול בצד updrift.

שבר מים ומחוץ לחוף

ממתלי שבר דקים הם תת-קרקעיים או מצמחים במקביל לחוף. ערימות Driven מהווים את הבסיס של הרבה סלעים או שברים קונקרטיים, במיוחד בשעוני ים רכים.ערות העברת השפעת הגלים לסטרטה עמוקה יותר, מניעת פיסול ותחת שליטה. ביפן, מיבורים מנוסים נתמך ערמות שימשו סביב Fukushima כדי להפחית את השחיקה לאחר הצונאמי 2011.

סליחות והגנת ארמטור

הסגת מבנים שהוצבו על בנקים או צוקים – לעתים קרובות משלבים ערמות מונעות כמו עוגן ליבה. ערמות פלדה המונעות אל פני המדרונות להחזיק במקום מזינוק או מרוטאות, מונעות חלקלקיט.טכניקה זו נפוצה לאורך החוף המפרץ של ארצות הברית, שבו משקעים רכים דורשים חדירה עמוקה ליציבות.

חוף הים Nourishment Stabilization

לאחר חול הוא הוסיף מלאכותי לחוף חול, גדרות חול מונע וקירות ערמות קטנות (לעתים קרובות עץ) עוזר מלכודות חול לבנות דוונים. מבנים זולים אלה פרוסים בשילוב עם צמחייה כדי ליצור מערכות דוננות עצמאיות.

יתרונות פתרונות Foundation חלופיים

ערימות מונעות מציעות מספר יתרונות בהשוואה למערכות בסיס אחרות המשמשות בהנדסה החוף:

  • (ב) קיבולת קיבולת של ההרחבה (FLT:1) - שלא כמו ערימות של צוק-אין-מקום או הפצת מטענים, ערמות מונעות מרוויחות יכולת לשאת מיד עם ההתקנה, ומאפשרות בנייה מהירה של בנייה מחדש.
  • (FLT:0) גבוה יותר של התנגדות עומס מאוחר יותר (FLT:1) - ערימות מונעות ביצועים טובים תחת עומסים מאוחרים יותר מגלים, זרמים, ואפקט פסולת שלהם יכול להיות מותאם על ידי בחירת חלקים גדולים יותר או באמצעות פלדה גבוהה סטריבית.
  • (ב) ⁇ :0) אמינות בקרקעות משתנה (FLT:1) , ערימות מונעות יכולות לחדור שכבות של חול, חימר ואפילו סלע חלש, להגיע סטרטה מוכשרת.
  • (FLT:0) ,העברה של טביעת רגל סביבתית (FLT:1) – מכיוון שהם ערמות מחוסמות, מונעות לייצר פסולת קונקרטית מינימלית באתר.
  • (FLT:0) יעילות בפרויקטים חוזרים ונשנים של LT:1; כאשר יש צורך בערימות רבות של אורך דומה, ייצור המוני וצמצום מהיר של יחידות נהיגה.עבור מבנים ליניאריים כמו ים, ערמות מונעות הן בדרך כלל יותר כלכליות מאשר חלופות בסיסיות של יסודות עמוקים.

אתגרים סביבתיים והנדסה

למרות החוזקות שלהם, ערמות מונעות מציגות אתגרים בולטים שהמהנדסים חייבים לטפל בהם:

השפעות רעש ואלימות

השפעה ודחף אינרוטציה יכולים לסכן יונקים ימיים, דגים, ואורגניזמים benthic.רעש תת-קרקעי מנסיעה ערמה יכול לנסוע למרחקים ארוכים, גרימת הפרעות התנהגותיות או נזק שמיעה. אמצעי מייגציה כוללים בועות (אשר סופג צליל), cofferdams, ו "רך-start" הליכים אשר בהדרגה להגדיל את הפטיש אנרגיה. בחלק מהסמכות השיפוטיות, הגבלות עונתיות נהיגה במהלך דגים או תקופות הגירה.

קורוזיה ודעוך

ערימות פלדה במי הים רגישים לקורוזיון, במיוחד באזור מתיז.קאטינגס (epoxy, אבץ עשיר צבעים), מזוודה קונקרטית, או הגנה קטודית הם אמצעי נגד נפוצים. ערימה של מחסנים קונקט יכול לסבול מתגובה אלקאלי-סי (ASR) ו crosion מושרה כלור של prestressing strands.

המונחים:

שכבות של מרוצפים, סלעים או פסולת בנייה ישנה עלולות לפגוע בעצות ערימות או למנוע השגת עומק עיצוב. pre-drilling או סילון עשוי להיות הכרחי, הוספת עלויות ומורכבות. בהגדרות החוף העירוני, כלי רכב קבורה וממצאים היסטוריים להוות סיכון של נזק או עיכובים בפרויקט.

התנחלויות ארוכות טווח וסדור

אפילו ערמות מונעות היטב יכולות לחוות התיישבות אם הקרקע התומכות מתאחדות תחת עומס גל חוזר. Scour - שחיקה של חומר קרקעית הים סביב ערמה - יכול להפחית תמיכה מאוחרת להגדיל את אורך ערימות יעיל, המוביל לכשל.

תוצאות חיפוש ויישומים אמיתיים

הדוגמאות הבאות ממחישות את יעילותם וגמישות של ערימות מונעות בפרויקטים של עמידות לחוף:

עבודות דלתא של הולנד

הושלם בשנת 1986, דלתא עובדת היא סדרה של סכרים, שערים ודוכסים המגינים על הולנד בעלות נמוכה מן הים הצפוני. מחסום הסערה הענקי אוסטרלידקר משתמש ב-65 פיטורים קונקרטיים, כל אחד במשקל עד 18,000 טון, נוסד על ערמות המונעות שהותקנו במערת הים הממושכת.

Lake Pontchartrain Causeway, לואיזיאנה

בעוד בעיקר מבנה תחבורה, יסודות ה-Afrereed כדי לשפר את עמידות השיטפון. ערמות פלדה Driven לתמוך בגישות הגשר ומשמשים לעגן שערי שיטפון חדשים.החיל:0US חיל המהנדסים של המהנדסים של ראטפל:1 הוביל מעל 20,000 ערמות כחלק ממערכת הפחתת הסיכון של ניו אורלינס, כ-150 מטרים לתוך הקרקע הרדארפלה.

חוף הזהב, אוסטרליה - Seaקיר ו- Groyne Field

החופים המפורסמים של חוף הזהב מוגנים על ידי שילוב של קירות סלע וערעור עץ ערערות groynes.הצומח, עשויים ערמות אורן מטופלים המונעים 10-15 רגל לתוך החול, לכודים בהצלחה וחופים רחבים במשך עשרות שנים.

מבנה ה- Tsunami Mitigation של יפן

לאחר צונאמי טוהוקו משנת 2011, יפן הגדילה את הבנייה של קירות ים בקנה מידה גדול.בתחומים רבים, ערמות בטון מונעות לספק את הבסיס לקירות בגובה של 10 מטרים. חלק מהעיצובים משלבים "תתתתות אקולוגיות" עם סטיות שמעודדות אלמוגים ודימום, שילוב שיקום אקולוגי עם הגנה על הצפה.

כיוונים עתידיים וחדשנות

כמו לחצים על האקלים, טכנולוגיית ערימות מונעת מתפתחת כדי לעמוד בתקני ביצועים גבוהים יותר וקיימות:

פילטוס ו ניטור בריאותי סטריקטי

חיישנים סיבים אופטיים, מדדי זנים, ומד תאוצה לתוך ערמות מאפשר ניטור בזמן אמת של עומס, הטיה, וקורוזיה. נתונים אלה משמשים כדי להעריך את מצב ההגנה הצפה וצרכי תחזוקה לחזות, צמצום הסיכון של כשל קטסטרופלי.

חומרים נמוכים ומחזוריים

טביעת הרגל של פחמן של ערימות בטון ופלדה היא משמעותית.חוקרים מפתחים ערימות שנעשו מפלסטיק ממוחזר, בטון גיאופומרי (אשר מבטל מלט), ומרוקחות במבוק. בעודם ניסיוניים, חומרים אלה יכולים להפחית את פליטות של 50–70% מעל ערמות קונבנציונליות.

מתקן שקט וירוק יותר

נהגים לוחצים וגישור הופכים נפוצים יותר, חיסול הצורך בפטישים השפעה חזקה. Offshore, "שקט" ערמה נהיגה באמצעות מטוסי מים מתוחים נבדקים בהולנד.טכנולוגיות אלה קריטיות למתן תקנות סביבתיות קפדניות בבתי גידול רגישים.

מערכות הסתגלות ומודולריות

קירות ערימות וגליון-גל שניתן להעלות בקלות או להרחיב נועדו להתאים את העלייה ברמת הים בעתיד. ערימה מהירה-קשר של ערימות מאפשרות לסעיפים להיווספו ללא נהיגה ערמות חדשות, צמצום פסולת חומרית וזמן בנייה. חלק מהמערכות משלבות לוחות גליים הניתנים להחלפה שניתן לאחסן במהלך מזג אוויר רגוע ופרוסים לפני הסערה.

מסקנה

ערימות מונעות הן הכרחיות עבור הגנה מודרנית של שיטפונות ומניעת סחף החוף.היכולת שלהם לספק במהירות יסודות בעלי יכולת גבוהה בסביבות ימיות מאתגרות הופכת אותם לטכנולוגיה ראשונה עבור מחסומים, לווים, לגרונים, ולפרק מים.בעוד רעש, רטט, ושחיתות נשארים אתגרים משמעותיים, חידושים מתמשכים בחומרים, שיטות ההתקנה, מערכות ניטור הם בהתמדה להפחית את החסרונות הללו ולהבטיח כי הם ממשיכים לפתח את רמות קריטיות, רק כדי להמשיך לפתח את הנסיכות קריטיות, לפתח, לפתח את המהנדסים, ולהגדיל את המשתנים, ולהגדיל את המשתנים, להמשיך לפתח את המשתנים, ולהגדיל את המשתנים, ולהגדיל את המשתנים, להמשיך את המשתנים אלה, ולהגדיל את המשתנים, להמשיך את המשתנים, להמשיך את המשתנים, להמשיך את המשתנים, ולהגדיל את המשתנים אלה, לפתח את המשתנים, ולהגדיל את המשתנים, לפתח את המשתנים, ולהגדיל את המשתנים, להמשיך את המשתנים בהצלחה, להמשיך אתגרים קריטיים קריטיים קריטיים קריטיים קריטיים קריטיים, להמשיך אתגרים קריטיים, להמשיך אתגרים קריטיים, להמשיך אתגרים קריטיים, להמשיך אתגרים קריטיים, להמשיך אתגרים קריטיים, להמשיך את המשתנים, להמשיך אתגרים קריטיים, להמשיך את המשתנים,