יסודות הפין משמשים כעמוד השדרה של תשתיות ימיות, העברת עומסים מבניים דרך מים וקרקעות חלשות כדי לשאת סטרטה מוכשרת.ממכל wharves ופלטפורמות נפט לגשרים ומסופים מעבורות, אלמנטים אלה יסודות יסודות עמוקים חייב לעמוד בפני חשיפה למים ים אגרסיביים, עומס גל מחזורי, והתקפה ביולוגית עבור עיצוב חיים לעתים קרובות מעל 50 שנים.

אתגרים ייחודיים בסביבת הנחתים

בניגוד לערימות ארציות, ערימות ימיות כפופות לשילוב של מתחים כימיים, פיזיים וביולוגיים המשתנים עם עומק, סלמון מים, טמפרטורה ואזור החשיפה העיקרי קיימים: אזור אטמוספרי מעל גאות גבוהה, מתיז ואזור טיטואלי שבו מחזורי רטובים וייבוש מתרכזים בסוכנים אגרסיביים, והאזור המסובך באופן קבוע.

קורוזיה של פלדה ו-Reinforced Concrete

ים (Seawater) מכיל כ 3.5% מלחים מומסים - חומר נתרן כלור - שפועל כקריסה אלקטרוליטית חזקה. עבור ערמות פלדה, אלקטרוליטה זו מאיצה את האקורוזיון אלקטרוכימי באזור התת-קרקעי, רמות חמצן בדרך כלל נמוכות, מה שמוביל לקצבי הגנה אחידים יותר (0.05–0.15 מ"מ/שנה), אך בה נמצא שטח חמצן וחסוריד, לאחר שלעתים קרובות, עלול לרכזים יותר ויותר, לאחר שרידים את קצבי פלדה, לאחר שריד מקומי.

מריר בורינג ודיכוי

במים חמים יותר מ 10 מעלות צלזיוס, נשאים ימיים כגון תולעי אוניות (FLT:0Teredo ימיסFLT:1) ו gribbles (ראה:2LimnoriaFLT 3LT 3 spp) יכול מנהרה לתוך ערימות עץ לא מטופל, צמצום מהיר של חתך, במקרים קיצוניים, לא ניתן לאבד את העץ המבני בתוך 5 קפסולת, במיוחד אם הם לא מטבוליתים של ספוגים של ספוגים מתכתבים מתכתיים מתכתיים, במיוחד.

ללבוש מכני ושומן

פעולת גלים, זרמי טיטד ואפקט קרח (באזורים קרים) לכפות עומסים מחזוריים על ערימות, המוביל לעייפות סדק התכה בריכוזי מתח, במיוחד בחיבורי ערמה-ל-דחיקים או היכן שציפויים מגינים ניזוקים.אפקטים של ההפלגה והטעימה של קו ההשחיקה המקומית באפליקציות הנמל והנמל.אפקטים האלה לעתים קרובות עם קורוזיציה, לעומת נזק מוחי, אשר יכול להפחית את ההשפעה החציונית, לעומת לחץ דם שיכולה של תפקוד הדם, לעומת השפעה מוכרת יותר מאשר פגיעה של תפקוד הדם, מאשר פגיעה של תפקוד קושחית, לעומת לחץ דם שיכולה, לעומת לחץ דם, לעומת השפעה של תפקוד המוחית, לעומת לחץ דם שיכולה, לעומת לחץ דם שיכולה, לעומת לחץ דם שיכולה, לעומת השפעה על ידי פגיעה של תאים מקומיים, לעומת השפעה מכניתית, לעומת השפעה על ידי גורם חיצוני, לעומת השפעה על ידי תפקוד לקויה, לעומת תפקוד לקויה, לעומת השפעה על ידי לחץ דם למחצה, לעומת השפעה מכנית, לעומת תפקוד לקויה, לעומת תפקוד לקויה, לעומת השפעה על ידי לחץ דם למחצה, לעומת השפעה על ידי הפרעה של תאים מקומיים בעייפות, לעומת השפעה מכניתרפיעתית, לעומת השפעה על ידי הפרעה שיכולה, לעומת

השפעות סביבתיות על ירידה

הטמפרטורה מאיצה את כל התגובות הכימיות והביולוגיות: עבור כל 10 מעלות צלזיוס בטמפרטורת המים, שיעורי קורוזיה יכולים להיות כפולים בערך. רמות חמצן בעמודה המים מתחלפות עם העונה, עומק, ונפיחות, בעוד שמשקעים יכולים לקבור את החלק התחתון של ערימות, יצירת תאים של משיכה שונים המניעים התקפה מקומית אינטנסיבית באזור הבוץ.

בחירה של ביצועים לטווח ארוך

בחירת חומר ערימה הנכון היא ההחלטה המשפיעה ביותר להשגת חיי עיצוב ארוכים עם תחזוקה מנוהלת.שלושת החומרים הדומיננטיים - סטל, בטון ועץ - לכל אחד יש מאפיינים עמידות ספציפיים שיש להתאים לתנאי החשיפה ולמטרות עלות מחזור החיים.

פילטוס פלדה עם בקרת קורוזיה

פלדה מציעה יחס גבוה במשקל וקלות נהיגה, אבל זה דורש הגנה קורוזיון חזקה.האסטרטגיה הנפוצה ביותר משלבת קצבה קורוזיה (עובי תוספתי מסיבי, בדרך כלל 1–3 מ"מ) עם מערכת ציפוי מגן.עבור מהירויות ואזורי טיטד, 690 היתוך 1-FBE) ציפויים או פוליאורטן משמשים באופן נרחב, בעוד השטח התת-קרקעי יקר (Fredit) מסתמך לעתים קרובות על פלדה (Ric Defed פלדה).

Reinforceed and Prestressed Concrete Piles

בטון באיכות גבוהה עם יחס נמוך למים לcement ( ⁇ 0.40), עומק כיסוי נאות ( ⁇ 75 מ"מ באזורי מתיז), וחומרים מטבוליים נוספים (למשל, זבוב אפר או אחהמה) יכולים להשיג התנגדות כלורודה מעל 100 שנים. ערמות קונקרטיות מחומצות מראש מועדפות כי הפחתת רוחב, הגבלת כלור ב- ריבוע או ריבוע) עלולה לגרום להתפרצות של לחץ גבוה יותר של לחץ דם (Ricial) אפילו אם לא יעילה יותר מאשר לחץ על ידי , אך גם אם כי אם כיפות לחץ מראש (Ripicial) או לחץ מראש (אך) עם זאת, אך לא יעילה יותר מאשר לחץ מראש, אך גם כן, אך גם כן, אך ורק לאחר מכן, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, למעט משככי כאבים).

טיםבר פילאס וטיפולים מודרניים

בעוד פחות נפוץ במבנים קבועים היום, ערימות עץ נשאר כלכלי עבור עבודות זמניות, פנדרנים, ובאזורים שבהם אדמה רכות אינה דורשת יכולת לשאת משקל גבוהה.עץ מודרני עם ארסן נחושת (CCA) או תרכובות נחושת-אזאולי יכול להאריך את החיים ל-30-50 שנים, בתנאי שהפגזה מטופלת נשמרה ללא פגע.

הגנה מפנית והגנת קטוודי

שום חומר לבדו אינו יכול להבטיח את החיים הבלתי-מיושבים בתנאים הימיים החמורים ביותר, ולכן מערכות הגנה הן חלק בלתי נפרד מעיצוב יסודות ערימת הקרקע.

מעילים ופצעים

עבור ערימות פלדה, מערכת ציפוי מגן רב שכבתית כוללת בדרך כלל ראש עשיר אבץ, a epoxy micaceous ברזל micaceous ברזל oxide, ופוליאורטן או acrylic העליוןcoat. באזור מתיז שבו הגנה קטוודי הוא בלתי יעיל (כי ערימות הוא חשיפה זמנית אוויר), ציפויים חייב להיות מאוד אסתטיקה קשה ו acbraal-corresist.

הגנה קטוודית

הגנה קטודית (CP) היא השיטה האמינה ביותר לעצור קורוזיה פעילה על ערמות פלדה submerged.Two גישות משמש: aificial aodes (למשל, אבץ, אלומיניום, או מגנזיום) ומערכת נוכחית מתרשם (ICCP) כדי לספק הגנה פשוטה ודורשת ללא כוח חיצוני, אבל יש להם חיים סופיים (בדרך כלל 20-F89) ולהחליש את רמת הגנה על גבי מערכת נקייה (RCC) ו-R.

שיפורים עיצוב ושיקולים

יכולת דוריות אינה רק סוגיה חומרית – החלטות עיצוב גיאומטריות ומבניות משפיעות באופן משמעותי על האופן שבו הידרדרו במהירות.

גודל סעיף ו Redundancy

מפרט עובי קיר ערמה מוגברת (עבור פלדה) או קוטר גדול יותר (עבור בטון) מספק קצבה קורוזיה / נשבעת המשתרעת על הזמן לפני יכולת מבנית טיפות מתחת לרמה הנדרשת.לדוגמה, ערימה של 12.7 מ"מ עם קצבת קירור של 3 מ"מ מציעה כמעט את אותה תוחלת חיים כמו 10 מ"מ ללא קצבה, אבל העלות הנוספת היא צנועה בהשוואה למחיר של תיקון עתידי.

מכיוון שאזורי התכזים וההיטדות חווים את התנאים האגרסיביים ביותר והם האזורים הקשים ביותר ליישם הגנה קטוודית, מעצבים רבים מציינים כיפה עבה של הקרבה או מזוודה קונקרטית המשתרעת מעל גאות גבוהה מתחת לגאות נמוכה. שרוולים אלה נעשים לעתים קרובות ממשטח פלסטיק מכוס-reinforced זכוכית (GRP) או גומי, ומספקים מחסום פיזיקלי והחלפת פני השטח.

פרטים שומניים-Resistant

הגיאומטריה, מילוי, וכבדות האזור המושפעת מהחום משפיעים על חיי העייפות בערימות פלדה.גרין טונס, הימנעות מנקודות חדות, ושימוש בפרטים עמידים לעייפות כגון "מגבת-און" חזיונות במקום חיבורים מכוערים יכול להכפיל או משולש את החיים העייפות.

פיקוח, חשדנות ותחזוקה

אפילו מערכות ההגנה המוצבות ביותר יכולות להידרדר לאורך זמן בשל אירועים בלתי צפויים, ללבוש מואץ או פגמים בבנייה.תכנית בדיקה ותחזוקה פעילה חיונית לזיהוי בעיות מוקדם ומתערבת עלות יעילה.

בדיקה חזותית ולא הרסנית (NDT)

בדיקה חזותית Routine, המבוצעת על ידי דיפרורים או כלי רכב המופעלים מרחוק (ROVs), יכול לזהות כשלים ציפוי, סדק, צנרת, וצמיחה ימית. תוספת בדיקות חזותיות עם NDT - כגון עובי קולי (UT) עבור פלדה, מיפוי פוטנציאלי למחצה עבור בטון, ובסיס מיפוי מכ"ם (GPR) לגילוי מטושטש - מאפשר הערכה כמותית של חיי שנותרים הם לחץ זמני כדי לפקח יותר ויותר על זמן רב יותר ויותר על פני טמפרטורה.

תדירות ופעולות מזעזעות

הפרקטיקה הטובה ביותר בתעשייה (למשל, הנחיות PIANC) ממליץ על בדיקות בסיס להשלמת הבנייה, בדיקות כלליות שנתיות, סקרים מעמיקים מקיף כל 5-10 שנים, בהתאם לקורטוזיות. סף פעולה ניתן להגדיר: עבור ערימות פלדה, שיעור קורוזיה מעל 0.2 מ"מ / שנים באזור צריך לעורר תיקון או מערכת בדיקה קונקרטית.

אפשרויות ניתוח ותיקון

כאשר ההידרדרות מזוהה, אפשרויות תיקון נע בין ניקוי מקומי ותיקון כדי להתקין ערימות CP משלים, החלת פולימרים מאוישים (FRP) עוטפים, או אפילו נהיגה ערמות נוספות כדי לגזום את האלמנט המחוספס של מחזור החיים (LCCA) כי גורמים בעלות מחזורית ראשונה, תחזוקה, עלויות, ירידה, זמן, צפוי, ובעלי חיים עוזר לבחור את האסטרטגיה הכלכלית של ALTF מוקדם יותר מ , אשר נמצא על ידי מהנדסי פלדה מסוג 30 שנים קודם לכן, 000: 1.

מחקרים ושיעורים מהשדה

יש דוגמאות רבות בעולם האמיתי שבו הנדסה עמידות פעילה הרחיבה את החיים של קרנות ערמות ימיות הרבה מעבר לאמדנים מקוריים.

נמל לוס אנג'לס Wharf שיקום

בשנת 2015, נמל לוס אנג'לס שיקם מיכל בת 50 נבנה במקור עם ערמות עץ לא מטופלות. משעממות נשעממות דגנים הפחיתו את קוטרי הערימה של 30-50% באזור הטיהל.התיקון שנבחר נהג בנהיגה חדשה של פלדה H-piles סמוך לערימות העץ הקיימות, התקנת מערכת הגנה קטוודית מלאה, ומצמצמצמצמת את האזור עם פ"ד.

Offshore Wind Turbine Foundations in the North Sea

יסודות Monopile עבור טורבינות רוח offshore הפנים עייפות וקורוזיון ממיליוני מחזורי גל. עיצובים מודרניים להשתמש קצבאות קורוזיה של 5-8 מ"מ (בנוסף לציפוי) ומערכות ICCP עם חיים צפויים 25 שנים ניטור אולטרה סאונד הראה כי אמצעים אלה להפחית את שערי קורוזיה מתחת 0.01 / שנה, עלייה בציפיות גבוהות יותר מפלטפורמות הים המוקדם - שבו הוא תוכנן כעת -04 DN-V סטנדרטית - 16 תוכנן כעת DN - 4.

קודים, תקנים וכיוונים עתידיים

מהנדסים חייבים לנווט רשת מורכבת של סטנדרטים בינלאומיים ולאומיים הקובעים עומסי עיצוב, אמצעי הגנה, ובקרת איכות. מסמכי מפתח כוללים ISO 19901-1 (מבנים מהחוף), ACI 357R-20 (מבנים מתקדמים בסביבות ימיות), ו- יורוקוד 3 חלק 5 (ערימות סטל) המגמה לכיוון מפרטים מבוססי ביצועים גדל, המאפשר לבעלי להציב שירות יעד (למשל, 100 שנים) ונדרש בדיקה שנבחרה באמצעות מערכת היעד.

טכנולוגיות מתפתחות מבטיחות אפילו עמידות גדולה יותר בעשור הקרוב.עצמי-הההבנה של בטון המכיל חיידקים או פולימרים מלוכדים או פולימרים יכולים למלא באופן אוטומטי סדקים, צמצום כלור באגרסיביות. Graphene-reinforced צבעים מציעים תכונות מחסום גבוהות יותר מרווחי שירות ארוכים יותר. תאום דיגיטלי ואינטגרציה חיישן יאפשר תחזוקה חיזוי על ידי מחיקת נתונים סביבתיים בזמן אמת (זמן, חמצן, רק עם מודלים קריטיים), רק עם הדבקה).

מסקנה

עמידות ארוכת טווח של יסודות ערמות בסביבות ימיות היא ניתנת להשגה באמצעות בחירה חומרית מכוונת, מערכות הגנה חזקות, פרטי עיצוב ללא מחשבה, ומשטר ניטור ממושמע. בעוד האיומים המשולבים של קורוזיה, נשאים ימיים, ללבוש מכני, וגורמים סביבתיים הם בעלי יכולת רבת משקל, עשרות שנים של תרגול ומחקר יצרו אמצעי נגד מוכחים.