1 | P a g e

Обект: ПАРАДАЙЗ ЦЕНТЪР СОФИЯ Подобект: УКРЕПВАНЕ НА МАСОВ ИЗКОП

Относно: РЕЗЮМЕ НА ПРОЕКТ ЗА УКРЕПВАНЕ НА МАСОВ ИЗКОП

Проектант: д-р инж. Илия Алашки, АЕС ООД

1. СИТУАЦИЯ На фиг.1 и фиг.2 са показани сателитни снимки на обекта с посочен контур на укрепителната конструкция и разположение на анкерите.

фиг.1 Ситуация – Парадайз Център София

ЛЕГЕНДА - РИСКОВИ ОБЕКТИ

сгради в непосредствена близост до изкопа тежко натоварени улици укрепителна конструкция, аварирането на която не води до пряка опасност за обществената сигурност укрепителна конструкция, аварирането на която може да доведе до катастрофални последствия за обществената сигурност

2 | P a g e

фиг.2 План укрепване – Дълбочина на изкопа от 12 до 15м.

фиг.3 Разрез укрепване – Парадайз Център София

H=15m

H=12m

3 | P a g e

2. СУБЕКТИВНА ОЦЕНКА НА ДЪЛБОЧИНАТА НА ИЗКОПА

Котата на дъно изкоп е -15.20 = 587.10

Дълбочината мерена от терена варира в границите от 12.0м до 15.0м.

ЛЕГЕНДА – СУБЕКТИВНА ОЦЕНКА

дълбочина 12.0м равняваща се на 4-ри жилищни етажа дълбочина 15.0м равняваща се на 5 жилищни етажа

H=12m

H=15m

4 | P a g e

3. ГЕОЛОЖКИ СТРОЕЖ НА ТЕРЕНА

ОБЩА ИНФОРМАЦИЯ В геоложко отношение районът попада в периферната част на Софийския плиоценски басейн. Той е формиран в грабеновидно стъпаловидно понижение. Основата на грабена е изградена предимно от интрузивни скали. През плиоцена в грабена се е формирал сладководен басейн от Кримо-Кавказки тип, който постепенно е запълнен с теригенни отложения. Те формират плиоценската глинесто-песъчлива формация (т.н. “Лозенецка свита”). В горната част на Лозенецката свита са установени два литоложки комплекса. Долният (сивозелен) литоложки комплекс е представен от незакономерно алтерниращи плътни шистозни глини, песъчливи глини, глинести пясъци и разнозърнести пясъци. Горният (жълтокафяв) комплекс включва пъстра серия от алтерниращи глини песъчливи глини, пясъци и чакъли. Дебелината на плиоценския комплекс варира в границите 250 - 500 m. Плиоценските материали са покрити с кватернерни отложения. В района те са представени предимно от тъмнокафяви до сивочерни делувиални прахови глини (смолници) и пролувиални отложения. Подземни води са акумулирани в по-проницаемите интервали на плиоценските отложения, включващи основно заглинените пясъци. Водните нива се установяват на дълбочини 4,5-6,5m от терена. Подземните води са поров тип, безнапорни до частично напорни,като образуват един общ водоносен хоризонт. Те се подхранват от инфилтрация на повърхностни води в по-горните части на склона. При по-водообилни сезони е възможно водонасищане и на пролувиалните отложения. Това беше установено при проучване направено за строящия се наблизо комплекс “Силвър сити” през 2006 година. Като цяло водоносният хоризонт е слабо водообилен и с нисък коефициент на водоотдаване. Ориентировъчният коефициент на филтрация е от порядъка на 0,1 m/d. Взетата и анализирана водна проба (Протокол В-394/2010) показва, че водата не е агресивна към бетон. ЗАБЕЛЕЖА

По време на сондирането за подземните води са установени признаци на замърсяване с нефтопродукти. Тези замърсявания са предпоставка за намалено околно триене между почвата, шлицовите стени и анкерите. ОСОБЕНОСТИ КАСАЕЩИ ПРОЕКТИРАНАТА УКРЕПИТЕЛНАТА КОНСТРУКЦИЯ

Почвените пластове в района на обекта се характеризират с хаотично редуване на пластове от прахово-песъчливи средно-твърдо пластични глини до чисти разнозърнести пясъци. Това разнообразие изисква особено внимание и обосновка при избора на якостните характеристики на почвата. Особено внимание и обосновка са необходими при проектирането на поддържащите пасивни IBO анкери поради следните особености:

Анкерите са разположени изцяло извън регулационната линия на обекта, където няма точна информация за геологията поради невъзможност и липса на геоложко изследване със сондажи.

Технологично при изпълнението на пасивните IBO анкери няма контрол на предписаната носимоспособност на всеки отделен анкер, както е при въжените – напрегнати анкери. Това изисква използването на по-големи коефициенти на сигурност по отношение на околното триене – skin friction, bond stress

5 | P a g e

2. ТИПОВЕ АНКЕРИ - НАПРЕГНАТИ ВЪЖЕНИ АНКЕРИ STRAND ANCHOR SYSTEM

Този тип анкери бяха оферирани от BAUER България, които за момента са единствени разполагащи с техника за тяхното изпълнение. Ето някои от техните предимства и недостатъци:

+ контрол на носимоспособността на всеки анкер и използване на по-ниски коефициенти на сигурност + възможност за повторно инжектиране за увеличаване на околното триене - поемат само опънни сили - относително висока цена

6 | P a g e

3. ТИПОВЕ АНКЕРИ - ПАСИВНИ АНКЕРИ BAR AND HOLLOW BAR ANCHOR SYSTEM Този тип анкери ще се използват от VALMEX при укрепването на ПАРАДАЙЗ ЦЕНТЪР СОФИЯ. Съгласно конструктивния проект използваните анкери са R51N с диаметър на коронката Φ110 тип XX. Ето някои от техните предимства и недостатъци:

+ поемат опънни и натискови сили + не вкарват допълнителни усилия в конструкцията + имат дюбелно действие по хлъзгателната повърхнина - липсва контрол на носимоспособността при изпълнението на всеки анкер - необходимост от използване на по-високи коефициенти на сигурност при определяне на околното триене - необходимост от „приплъзване” за мобилизация на околното триене при нескални почви

7 | P a g e

4. СХЕМИ НА РАЗРУШЕНИЕ НА АНКЕРИРАНА УКРЕПИТЕЛНАТА КОНСТРУКЦИЯ

ЗАБЕЛЕЖКА

В червен цвят са оградени схемите на разрушение при недостатъчна дължина на анкерите

В син цвят е оградена схемата на разрушаване при грешно оразмерена шлицова стена

8 | P a g e

5. ВЛИЯНИЕ НА ДЪЛБОКИТЕ ИЗКОПИ ВЪРХУ ОКОЛНАТА ИНФРАСТРУКТУРА

Изпълнението на дълбоки изкопи върху голяма площ оказва влияние върху обкръжаващите сгради и инфраструктура в следствие на:

промяна на нивото на подпочвените води

изкопаването на големи земни маси води до премахване на геоложкия товар и слягане на сградите и инфраструктурата в близост до изкопа.

Хоризонталните премествания на укрепителните конструкции водят до слягане на обкръжаващата инфраструктура.

PLAXIS 2D – Деформации на земната основа – Парадайз Център София

9 | P a g e

PLAXIS 2D - Промяна на нивото на подпочвените води – Парадайз Център София

PLAXIS 2D – Слягания в следствие на изкопните работи – Парадайз Център София

PLAXIS 2D – Хоризонтални премествания при изкопните работи – Парадайз Център София

10 | P a g e

6. МИНИМАЛНИ КОЕФИЦИЕНТИ НА СИГУРНОСТ НА ИНЖЕКЦИОННИТЕ АНКЕРИ

КОЕФИЦИЕНТИТЕ НА СИГУРНОСТ (FOS) ПРИ ИНЖЕКЦИОННИТЕ АНКЕРИ СЕ ПРИЛАГАТ ПО ОТНОШЕНИЕ НА:

1. Сърцевина на анкера Tendon Factor Of Safety TFOS 2. Околно триене Grout Interface Factor Of Safety GIFOS

При определяне на дължината на пасивните IBO анкери определящ e коефициента на сигурност по околно триене. ПОРАДИ ЛИПСА НА АКТУАЛНИ БЪЛГАРСКИ НОРМИ СЕ ИЗПОЛЗВАТ РЕФЕРЕНТИ ЕВРОПЕЙСКИ НОРМАТИВИ:

DIN 4128 (Германия) изисква коефициент на сигурност GIFOS=2.0 при определяне на околното триене

BS 8081 (Англия) изисква различни минимални коефициенти на сигурност в зависимост от вида на анкерите –

временни или постоянни и последствията от тяхното авариране за обществената сигурност – табл.1. Най-ниската стойност на коефициента на сигурност за инжекционни анкери с годност до 6 месеца, аварирането на които няма

сериозни последствия за обществената сигурност е GIFOS=2.0

Deep Excavations: a practical manual 2nd Edition, Malcolm Puller

Коефициенти на сигурност за инжекционни анкери – BS 8081

11 | P a g e

7. НОСИМОСПОСОБНОСТ НА ИНЖЕКЦИОННИТЕ АНКЕРИ ПО DIN ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИ СТОЙНОСТИ СЪГЛАСНО DIN 1054

табл.2 Empirical bond stress – DIN 1054

Гранично околно триене съгласно DIN fs = 0.10MPa = 100 kN/m2

8. НОСИМОСПОСОБНОСТ НА ИНЖЕКЦИОННИТЕ АНКЕРИ ПО BUSTAMANTE

ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ОКОЛНОТО ТРИЕ ПО BUSTAMANTE НА БАЗА РЕЗУЛТАТИ ОТ SPT

Съгласно SPT резултатите от инженерногеоложкия доклад осреднената стойност на N30 за зоната между 5-тия и 15-тия метър където попадат анкерите е:

N30 = 10‚25 или средно N30 = 17.5

Гранично околно триене BUSTAMANTE fs = 4.1 * 17.5 + 37 = 109 kN/m2

12 | P a g e

9. НОСИМОСПОСОБНОСТ НА ИНЖЕКЦИОННИТЕ АНКЕРИ ПО PLAXIS 3D ПЛАСТИЧЕН АНАЛИЗ С ОБЕМНИ КРАЙНИ ЕЛЕМЕНТИ – PLAXIS 3D

За числено определяне на околното триене и максималната носимоспособност на инжекционните анкери използвайки реалните характеристики на почвата са проведени изчисления с програма PLAXIS 3D, използваща обемни крайни елементи, MC и HS модели на почвата и нелинеен пластичен анализ с UPDATE на мрежата. При това определяне на параметрите на анкерите се отчита:

Реалните характеристики на почвата

Реалното положение на анкерите – дълбочина, дължина

ИЗБОР НА ТИП АНАЛИЗ – ДРЕНИРАН (DRAINED) ИЛИ НЕДРЕНИРАН (UNDRAINED)

По време на строителните работи при водопонижение за изсушаване на изкопа почвата в зоната на шлицовите стенни и анкерите преминава от недренирано в дренирано състояние. При всички изследвания на укрепителната конструкция и отделните нейни елементи – шлицови стени и анкери е необходимо използването на т.н. дренирани или ефективни стойности на кохезията – C’, ъгъла на вътрешно триене – Φ’ и коефициента на Поасон – ν’. Следните дренирани (drained) характеристики на почвата са приети съгласно геоложкия доклад и резултатите от проведените лабораторни проби:

Soil Unit 1 Свързана почва - песъчлива глина – твърдо пластична

Кохезия C’ = 20 kPa Cu=75‚100kPa

Ъгъл на вътрешно триене Φ’ = 25˚

Коефициент на Поасон ν’ = 0.30

Еластичен модул Е = 30‚100 МPa

Soil Unit 2 Несвързана почва - разнозърнест пясък – чист, сбит, заоблен

Кохезия C’ = 0 kPa

Ъгъл на вътрешно триене Φ’ = 32.5 ̊

Коефициент на Поасон ν’ = 0.25

Еластичен модул Е = 40‚80 МPa

МC soil model HS soil model

13 | P a g e

10. ОБОБЩЕНИ РЕЗУЛТАТИ ОТ ИЗЧИСЛЕНИЕТО С PLAXIS 3D

Overburden soil stresses: 1= 100‚200 kPa 2= 240‚340 kPa

Soil Unit 1 Свързана почва - песъчлива глина – твърдо пластична C’ = 20 kPa Φ’ = 25˚

HS модел fs = 105 kN/m2 Nak = 1190 кN z = 8 mm допустима сила Nad = 595 kN

MC модел fs = 95 kN/m2 Nak = 1070 kN z = 15 mm допустима сила Nad = 535 kN

Soil Unit 2 Несвързана почва - разнозърнест пясък – чист, сбит, заоблен C’ = 0 kPa Φ’ = 32.5˚

HS модел fs = 105 kN/m2 Nak = 1190 кN z = 8 mm допустима сила Nad = 595 kN

MC модел fs = 96 kN/m2 Nak = 1080 kN z = 12 mm допустима сила Nad = 540 kN

КЪДЕТО:

fs осреднено гранично околно триене по дължина на анкера Nak гранична сила на изваждане на анкера - pull out force

Nad допустима – изчислетелна сила на анкера с GIFOS = 2.0

Гранично околно триене съгласно PLAXIS 3D fs = 100 kN/m2

1

2

fs

Nama

Na

14 | P a g e

11. (Т-Z) АНАЛИЗ – CIVILTECH ALLPILE (USA)

Предефинирано гранично околно триене в ALLPILE fs = 100 kN/m2

12. (Т-Z) АНАЛИЗ – GGU AXPILE (GERMANY)

Предефинирано гранично околно триене в GGU AXPILE fs = 100 kN/m2

15 | P a g e

13. ОБОБЩЕНИ РЕЗУЛТАТИ ОТ ЦЯЛОСТНО ИЗЧИСЛЕНИЕТО С PLAXIS 2D

PLAXIS 2D – Гранични усилия и използване на материала

PLAXIS 2D – Оценка пукнатини по настилки на околна инфраструктура

микро-пукнатини в почвата до 1мм. пукнатини в настилки до 5мм.

ШЛИЦОВА СТЕНА М max= 450 kNm/m’ 100 %

IBO АНКЕРИ N max= 600 kN

100 %

16 | P a g e

ГЛОБАЛЕН КОЕФИЦИЕНТ НА СИГУРНОСТ ОПРЕДЕЛЕН С PHI-C РЕДУКЦИЯ

H=15m FOS = 1.098

PLAXIS 2D – Схема на авариране на конструкцията при Phi-C редукция

PLAXIS 2D – Хлъзгателна повърхнина при Phi-C редукция

17 | P a g e

ГЛОБАЛЕН КОЕФИЦИЕНТ НА СИГУРНОСТ ОПРЕДЕЛЕН С PHI-C РЕДУКЦИЯ

H=12m FOS = 1.170

PLAXIS 2D – Схема на авариране на конструкцията при Phi-C редукция

PLAXIS 2D – Хлъзгателна повърхнина при Phi-C редукция

18 | P a g e

Na = 596 кN

Na = 570 кN

Mmax = 475 кN

C‘=0 Φ’=32.5

H=12m

H=12m

C‘=20 Φ’=25

Mmax = 372 кN

Na = 505 кN

Na = 575 кN

19 | P a g e

Na = 610 кN

Na = 639 кN

Mmax = 537 кN

C‘=0 Φ’=32.5

H=15m

C‘=20 Φ’=25

Mmax = 652 кN

Na = 646 кN

Na = 709 кN

H=15m

20 | P a g e

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА IBO АНКЕРИ ПО DIN 4128, 1054

21 | P a g e

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ВЛИЯНИЕ НА ДЪЛБОКИ ИЗКОПИ НА ОКОЛНА ИНФРАСТРУКТУРА

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНО ИЗМЕРЕНИ СЛЯГАНИЯ ОТНЕСЕНИ КЪМ ДЪЛБОЧИНАТА НА ИЗКОПА

МЕРКИ ЗА КОНТРОЛ НА УКРЕПВАНЕТО ПО ВРЕМЕ НА ИЗКОПНИТЕ РАБОТИ

22 | P a g e

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 - РЕАЛИЗИРАНИ УКРЕПВАНИЯ Д-Р ИНЖ. ИЛИЯ АЛАШКИ

GRAND MALL VARNA

DEPTH: 12 m

STRUCTURE: 60% SECANT PILES Ф60

40% PILES WITH ANCHOR BEAM

ANCHORS: IBO R38

MALL VARNA

DEPTH: 13 m

STRUCTURE: RETAIN WALLS d=60сm

ANCHORS: IBO R38

ORCHID GARDENS VARNA

DEPTH: 12 m

STRUCTURE: PILES Ф60 WITH ANCHOR BEAM

ANCHORS: IBO R38

23 | P a g e

MALL BULGARIA SOFIA

DEPTH: 21 m

STRUCTURE: RETAIN WALLS d=60сm

ANCHORS: IBO R51N

OFFICE BUILDING – BENCHMARK SOFIA

DEPTH: 12 m

STRUCTURE: RETAIN WALLS d=60сm

STRUTS: STEEL TUBES

EUROPE CENTER SOFIA

DEPTH: 12 m

STRUCTURE: RETAIN WALLS d=60сm

ANCHORS: IBO R51N

MALL STARA ZAGORA

DEPTH: 19 m

STRUCTURE: RETAIN WALLS d=60сm.

ANCHORS: IBO R51N