اصول مانیتورینگ و رفتارسنجی گود در پروژه های پایدارسازی گود

شرایط گوناگون زمین شناسی و طبیعت پیچیده توده خاک و سنگها؛ پیش بینی و مدلسازی رفتار توده خاک و سنگ در طرح های ژئومکانیکی و ژئوتکنیکی به ویژه پیرامون و اطراف فضاهای گودبرداری و یا تونل ها را از دیدگاه فنی و مهندسی مشکل می سازد. تعدد عوامل موثر بر رفتار توده خاک و سنگ و عدم شناخت قطعی آنها لزوم ارزیابی رفتار واقعی آنها را ایجاب میکند. با ارزیابی رفتار واقعی توده خاک و سنگ در محل ساختگاه تونلها و گودبرداری می توان پیش بینی های نظری طراحی را با واقعیت مقایسه نمود و پارامترهای مقاومت مکانیکی و برشی توده خاک و سنگ را اصلاح یا تایید کرد. به عبارت دیگر سنجش رفتار توده خاک و سنگ در محل پروژه گودبرداری و یا تونل سازی مکمل و تصحیح کننده طراحی نظری خواهد بود . یک برنامه رفتار سنجی و مانیتورینگ شامل انتخاب ابزار و روش مناسب ؛ آرایش ایستگاههای ابزار دقیق و نصب و بکار گیری ابزار دقیق ؛ قرائت و پردازش داده ها میباشد . بر اساس نتایج حاصل از رفتار سنجی و مانیتورینگ می توان پایداری و ایمنی گودبرداریها و تونل ها و فضاهای زیرزمینی را تحلیل و ارزیابی نمود.

رفتار سنجی و مانیتورینگ گودبرداری ها در یک پروژه در دو بخش قابل انجام میباشد :
１- رفتار سنجی و مانیتورینگ در حین اجرای عملیات گودبرداری و پایدارسازی گود
２- رفتار سنجی پس از اجرا تا زمان ساخت سازه اصلی داخل گود به منظور پیش بینی و کنترل مخاطرات و حوادث احتمالی .
رفتار سنجی و مانیتورینگ گودبرداری و پایدارسازی گود در حین اجرا به عنوان ابزاری برای پاسخگویی به نکات مبهم طرح اولیه و به کارگیری پارامترهای مقاومتی و برشی واقعی توده خاک و سنگ در اصلاح ویا تایید طراحی اولیه دارای اهمیت فراوانی میباشد .
هدفهای رفتار سنجی و مانیتورینگ در یک پروژه گودبرداری و پایدارسازی گود شامل موارد زیر میباشد :
１- ارزیابی و تایید صحت و درستی پارامتر های طراحی : در مرحله طراحی به طور معمول اطلاعات کاملا دقیقی از وضعیت واقعی زمین و پارامترهای مقاومتی و برشی خاک و سنگ در دسترس نمی باشد . در زمان اجرای گودبرداری و پایدارسازی گود با هر سیستمی نظیر نیلینگ و انکراژ و یا سازه نگهبان خرپایی ؛ ابزار گذاری و رفتار سنجی وسیله مناسبی است که به کمک آن بتوان پارامتر ها و شرایط فرض شده در طراحی را ارزیابی و تایید نمود و عملکرد سیستم پایدارکننده گود را از نظر کفایت و مقاومت بررسی و کنترل نمود. اگر شرایط واقعی زمین با شرایط فرض شده اختلاف چشم گیری داشته باشد باید بر اساس مشاهدات و نتایج مانیتورینگ تغییرات و اصلاحات در طرح و اجرای سیستم سازه نگهبان پایدارساز گود لحاظ گردد.
２- کنترل و بهینه سازی مراحل اجرا : به هنگام گودبرداری و در برخورد با شرایطی مانند آبهای زیرزمینی و یا قنوات و یا نشست ساختمانهای مجاور می توان به کمک مانیتورینگ و رفتار سنجی دقیق گود؛ اثرات هر یک از عوامل خارجی تاثیر گذار بر پایداری گود را به دقت بررسی نمود و نسبت به افزایش عملیات مقاوم سازی طرح و تقویت سیستم پایدارسازی گود اقدامات لازم را در اسرع وقت انجام داد در واقع با کنترل میزان تغییر شکلهای افقی و عمودی در قسمتهای مختلف تاج گود و در ترازهای مختلف به کمک مانیتورینگ و مقایسه این تغییر شکلها با آنچه که در نرم افزار طراحی پیش بینی شده است؛ کفایت و مقاومت و توانایی سیستم پایدارسازی گود را ارزیابی و بررسی نمود و در صورت افزایش تغییر شکلها و نشست ها بیش از مقدار پیش بینی شده در نرم افزار؛ نسبت به مقاوم سازی طرح پایدارسازی گود اقدام نمود.
３- کنترل شرایط ایمنی در گودبرداری و اجرای ایمن طرح : ایمنی در اجرای پروژه های زیرزمینی مانند گودبرداری و یا تونل سازی از ضروریات اساسی میباشد با رفتار سنجی و مانیتورینگ توده خاک و سنگ و کنترل رفتار آنها می توان مشکلات ایمنی و ناپایداری های موضعی و کلی را تشخیص داد و در جلوگیری و رفع آن اقدام نمود. وضعیت ایمنی فضاهای گودبرداری و زیرزمینی با مانیتورینگ و رفتارسنجی مداوم بررسی میگردد این کار بویژه در ساخت فضاهای زیرزمین و تونلهای بزرگ و یا گودبرداریهای با دهانه های بزرگ از اهمیت بیشتری برخوردار است . ساخت تونلها و فضاهای زیرزمینی و گودبرداری های عمیق با هزینه های سنگینی روبرو است آگاهی از تغییر مکانها و توزیع تنش ها و بارهای وارده بر سیستم نگهدارنده و پایدارساز گود از طریق رفتار سنجی و مانیتورینگ از اعمال هزینه های نامتعارف و اضافی بر پروژه جلوگیری خواهد کرد و مهم تر از همه در کنترل ایمنی اجرای پروژه گودبرداری و یا تونل سازی تاثیر بسزایی خواهد داشت و فی الواقع نباید هیچ پروژه گودبرداری را بدون مانیتورینگ ورفتار سنجی سیستم سازه نگهبان پایدارساز گود انجام داد .

پارامترهای مورد سنجش در مانیتورینگ و رفتار نگاری برای دو مقوله پارامترهای توده خاک و سنگ و پارامترهای سیستم نگهدارنده قابل اندازه گیری و سنجش می باشد.
پارامترهای توده خاک و سنگ قابل سنجش در مانیتورینگ به شرح زیر میباشد :
- اندازه گیری جابجایی افقی با انحراف سنج Inclinometer
- جابجایی قائم و یا مایل با نقاط نشانه و تارگت میکروژئودوزی و کشیدگی سنج های Extensometer یک نقطه ای و چند نقطه ای
- اندازه گیری همگرایی Convergence meter
- اندازه گیری تنش در توده خاک و سنگ با تنش سنج Pressure cell

پارامترهای سیستم نگهدارنده و سازه نگهبان قابل سنجش در مانیتورینگ به شرح زیر میباشد :
- اندازه گیری همگرایی Convergence meter
- اندازه گیری خیز با انحنا سنج curvometer
- بار وارده بر اعضای سازه نگهبان مانند نیل ها و انکرها و پوشش شاتکریت و بتن با سلول بار سنج Load cell
- تنش وارده بر اعضا با کرنش سنج و فشار سنج Strain Gauge & Pressure cell
- اندازه گیری جابجایی های درز و ترک با درز سنج Crack meter or joint meter