Ελαφριά Οδοποιία Semarang: 8 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Σχολική εργασία

Ως σχολικό έργο για το Πανεπιστήμιο Εφαρμοσμένης Επιστήμης του Ρότερνταμ έπρεπε να βρούμε μια λύση τόσο για την αύξηση της στάθμης του νερού όσο και για την καθίζηση της γης στο Σεμαράνγκ της Ινδονησίας.

Τα ακόλουθα προϊόντα κατασκευάζονται κατά τη διάρκεια αυτού του έργου:

• Ιστοσελίδα/Εκπαιδευτικό
• Υλικό ανάπτυξης ικανοτήτων.
• Επαγγελματικό άρθρο?
• Αφίσα.

Το υλικό δημιουργίας ικανοτήτων, το επαγγελματικό άρθρο και η αφίσα επισυνάπτονται.

Αφηρημένη

Στο βόρειο τμήμα του Σεμαράνγκ (Ινδονησία) υπάρχουν συχνά πλημμύρες. Οι πλημμύρες επηρεάζουν την καθημερινή ζωή επειδή οι δρόμοι πλημμυρίζουν πρώτα. Αυτές οι πλημμύρες προκαλούνται από το συνδυασμό της αύξησης της στάθμης της θάλασσας και της ακραίας καθίζησης της ξηράς. Η καθίζηση της γης είναι περίπου 1 έως 17 εκατοστά το χρόνο. Αυτή η καθίζηση της γης προκαλείται από τις αδύναμες συνθήκες του εδάφους, την εξόρυξη νερού και τις κατασκευές υποδομών μεγάλου βάρους. Είναι πολύ σημαντικό να προστατεύσουμε τους κύριους δρόμους από τις πλημμύρες. Οι τοπικοί μηχανικοί συνεχίζουν να ισοπεδώνουν τους δρόμους προσθέτοντας νέα στρώματα ασφάλτου που κάνουν τις κατασκευές του δρόμου βαρύτερες και καταλήγουν σε μεγαλύτερη καθίζηση. Είναι γεγονός ότι η καθίζηση δεν μπορεί να αφαιρεθεί, αλλά οι ντόπιοι μηχανικοί δεν έχουν τη γνώση να χρησιμοποιήσουν καινοτόμα, ελαφριά υλικά, ώστε να ελαχιστοποιηθεί η καθίζηση. Στις Κάτω Χώρες χρησιμοποιούμε δομικά υλικά ως πλαστικό, ξύλο, πέτρες λάβας και κλουβιά νερού για να κατασκευάσουμε ελαφριές οδικές κατασκευές. Ερευνήσαμε τον κεντρικό δρόμο στην περιοχή Semarang της Kaligawe. Σχεδιάσαμε 5 διαφορετικές κατασκευές δρόμων και υπολογίσαμε την καθίζηση της γης σε μια περίοδο 10 ετών. Ως αποτέλεσμα, διαπιστώσαμε ότι η χρήση της κατασκευής PlasticRoad θα ελαχιστοποιήσει την καθίζηση της γης, ο οικισμός θα ελαχιστοποιηθεί. Η καθίζηση της γης μετά από 10 χρόνια θα είναι 0, 432 μέτρα. Εκτός από το PlasticRoad που μπορεί να αποθηκεύσει νερό στη δομή, η κατασκευή λειτουργεί ως οχετός κάτω από το δρόμο. Τα στοιχεία είναι κατασκευασμένα από πλαστικό που μπορεί να είναι κατασκευασμένο από ανακυκλωμένα πλαστικά και μειώνει τα πλαστικά απόβλητα στην περιοχή. Και τέλος, τα στοιχεία μπορούν να ανυψωθούν εύκολα, οπότε αν χρειαστεί ο δρόμος μπορεί να ισοπεδωθεί χρησιμοποιώντας τσιπς από μπαμπού.

Ευχαριστίες

Ευχαριστούμε το πανεπιστήμιο Unsissula (Semarang Indonesia) για πλάγια πολλά έγγραφα με δεδομένα σχετικά με τις εδαφικές συνθήκες της περιοχής του Semarang. Ευχαριστούμε τους καθηγητές μας, E. A. Schaap, W. J. J. M. Kuppen, J. Lekkerkerk και J. M. P. A. Langedijk για εξήγηση της υπόθεσης και προτάσεις του έργου που οδήγησαν σε βελτιώσεις σε αυτήν την έρευνα. Επίσης ευχαριστούμε τον W. Wardana και τους φοιτητές του πανεπιστημίου Unsissule για τις πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση στο Semarang, έτσι ώστε τα αποτελέσματά μας να είναι πιο αντιπροσωπευτικά για την τοποθεσία του έργου. Η εργασία αυτή υποστηρίχθηκε από το Πανεπιστήμιο Εφαρμοσμένων Επιστημών του Ρότερνταμ.

Βήμα 1: Ορισμός προβλήματος

Τοποθεσία έργου (Σεμαράρανγκ, Ινδονησία) Το Σεμαράνγκ είναι η πρωτεύουσα της επαρχίας Κεντρικής Ιάβα, που βρίσκεται στη βόρεια ακτή του νησιού Ιάβα, Ινδονησία. Το Semarang καλύπτει μια έκταση περίπου 37.366 εκταρίων ή 373, 7 km2, με πληθυσμό περίπου 1, 8 εκατομμύρια άτομα το 2017 (Δρ Abdul Rochim, 2017). Τοπογραφικά, το Semarang αποτελείτο από δύο μεγάλα τοπία, δηλαδή την πεδινή και την παράκτια περιοχή στα βόρεια και την λοφώδη περιοχή στο νότο. Το βόρειο τμήμα, όπου βρίσκονται το κέντρο της πόλης, οι σιδηροδρομικοί σταθμοί, το αεροδρόμιο και το λιμάνι είναι σχετικά επίπεδο, ενώ το νότιο τμήμα έχει μεγαλύτερες πλαγιές και υψόμετρο έως 350 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Το βόρειο τμήμα έχει σχετικά μεγαλύτερη πυκνότητα πληθυσμού και έχει επίσης περισσότερες βιομηχανικές και επιχειρηματικές περιοχές σε σύγκριση με το νότιο τμήμα.

Κοινωνικό πρόβλημα

Λόγω του μεταβαλλόμενου κλίματος, οι ακραίες καιρικές συνθήκες γίνονται κοινές. Αυτές οι ακραίες καιρικές συνθήκες συχνά οδηγούν σε ανεπιθύμητες καταστάσεις. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο δημόσιος χώρος δεν είναι καλά προσαρμοσμένος σε αυτές τις εξαιρετικές καταστάσεις. Επειδή ο δημόσιος χώρος δεν μπορεί να αντέξει αυτές τις ακραίες καταστάσεις, υπάρχουν μεγάλα προβλήματα για τον περιβάλλοντα πληθυσμό. Αυτό ισχύει και για τους κατοίκους του Semerang. Ως αποτέλεσμα, οι κάτοικοι του Semerang παρεμποδίζονται στην καθημερινή τους ζωή.

Όταν προκύψει πλημμύρα, είναι πιθανό ότι αυτό θα οδηγήσει σε απώλειες ανθρώπινων ζωών, απώλεια ζώων, ζημιές σε σπίτια, καταστροφή καλλιεργειών και αποτυχία παροχής επαρκών υποδομών. Επιπλέον, θα διαταραχθεί επίσης η διαχείριση των υδάτων στην περιοχή, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τον κίνδυνο ασθένειας. Ωστόσο, υπάρχει διαφορά στην αιτία της πλημμύρας. Προκαλείται η πλημμύρα από ποτάμια που βγαίνουν από τις όχθες τους ή από ακραίες συνθήκες στη θάλασσα. Επειδή σε περίπτωση πλημμύρας ενός ποταμού, η κατάσταση είναι αρκετά αισθητή, έτσι ώστε οι συνέπειες να παραμένουν γενικά περιορισμένες. Αν όμως προκαλείται από μια ακραία κατάσταση στη θάλασσα, αυτή είναι συχνά μια ταχέως αναπτυσσόμενη διαδικασία, πράγμα που σημαίνει ότι οι άνθρωποι έχουν λιγότερο χρόνο για να μπορούν να ενεργήσουν κατάλληλα.

Λόγω του γεγονότος ότι τα ποτάμια ρέουν έξω από τις όχθες τους, οι υποδομές όπως δρόμοι, γέφυρες και σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής διαταράσσονται. Or αυτή η υποδομή είναι ακόμη εντελώς άχρηστη για τους κατοίκους του Σεμαράνγκ. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να σταματήσουν οι οικονομικές δραστηριότητες. Διάφορες άλλες διαδικασίες καθίστανται δυνατές επίσης σε αδιέξοδο που είναι σημαντικές για να παρέχουν στους κατοίκους τις καθημερινές τους ανάγκες. Σκεφτείτε την καλλιέργεια των καλλιεργειών και τη μεταφορά του ποδιού. Η απόσπαση της προσοχής αυτών των διαδικασιών καθιστά δύσκολο για μερικούς ανθρώπους να παρέχουν στις δικές τους και στις οικογένειές τους καθημερινές ανάγκες. Και όταν διαταράσσεται η παραγωγή μιας καλλιέργειας, αυτό μπορεί επίσης να οδηγήσει σε μεγάλα προβλήματα αργότερα μέσα στο έτος, καθώς αυτό μπορεί να προκαλέσει έλλειψη τροφίμων.

Λόγω των πλημμυρών στο Semerang, το υπάρχον σύστημα διαχείρισης νερού διαταράσσεται. Αυτό σημαίνει ότι το νερό που χρησιμοποιείται για την παρασκευή φαγητού και το πλύσιμο των ανθρώπων είναι μολυσμένο. Δεδομένου ότι αυτό το νερό είναι εφοδιασμένο με όλες τις ρυπάνσεις που υπάρχουν στον δημόσιο χώρο. Αυτές οι συνέπειες της πλημμύρας θα οδηγήσουν σε ευκολότερη διάδοση των ασθενειών σε ολόκληρο τον πληθυσμό του Semerang. Λόγω αυτών των ασθενειών αυξάνεται σημαντικά η πιθανότητα οι άνθρωποι να μην είναι πλέον σε θέση να ασκούν τις καθημερινές τους δραστηριότητες καθώς δεν είναι ικανοί για σωματική εργασία.

Επιπλέον, οι πλημμύρες μπορούν να οδηγήσουν σε προβλήματα ψυχίας για τους ανθρώπους. Αφού βλέπουν την καθημερινότητά τους να επηρεάζεται από το νερό. Αυτή η κατάσταση είναι συχνά πιο δύσκολο να αντιμετωπιστεί για τα παιδιά παρά για τους ηλικιωμένους. Και επειδή μεγάλα τμήματα της υποδομής βρίσκονται στο Semerang, δεν μπορούν επίσης να ξεφύγουν από την κατάσταση. Επειδή συμβαίνει αυτή η κατάσταση, αυξάνονται οι πιθανότητες οι άνθρωποι να χάσουν την εμπιστοσύνη τους στο πολιτικό συμβούλιο. Δεδομένου ότι δεν είναι προφανώς σε θέση να παρέχουν στους κατοίκους τους ένα ασφαλές περιβάλλον διαβίωσης.

Τεχνικό πρόβλημα

Η καθίζηση του εδάφους στο Semarang έχει αναφερθεί ευρέως και ο αντίκτυπός του μπορεί να φανεί ήδη στην καθημερινή ζωή. Μπορεί να φανεί με τις μορφές παράκτιων πλημμυρών (ονομάζεται ληστεία από τους ντόπιους) ότι η κάλυψή του τείνει να διευρύνεται κατά καιρούς. Οι οικονομικές απώλειες που προκαλούνται από την καθίζηση του εδάφους στο Σεμαράνγκ είναι τεράστιες. δεδομένου ότι πολλά κτίρια και υποδομές στη βιομηχανική ζώνη του Semarang πλήττονται σοβαρά από την καθίζηση του εδάφους και τις παράπλευρες καταστροφές από πλημμύρες.

Πολλά σπίτια, υπηρεσίες κοινής ωφέλειας και μεγάλος αριθμός πληθυσμών εκτίθενται επίσης σε αυτή τη σιωπηλή καταστροφή. Το αντίστοιχο κόστος συντήρησης αυξάνεται ανά έτος. Η επαρχιακή κυβέρνηση και οι κοινότητες καλούνται να αυξάνουν συχνά την επιφάνεια του εδάφους για να διατηρούν στεγνούς τους δρόμους και τα κτίρια. Οι συνθήκες διαβίωσης του πληθυσμού που πλήττεται από την καθίζηση της γης μειώνονται γενικά.

Η καθίζηση του εδάφους δεν είναι ένα νέο φαινόμενο για το Semarang, το οποίο το βιώνει εδώ και περισσότερα από 100 χρόνια. Με βάση τις ισοπεδωτικές έρευνες που πραγματοποιήθηκαν από το Κέντρο Περιβαλλοντικής Γεωλογίας από το 1999 έως το 2003 διαπιστώθηκε ότι η σχετικά μεγάλη καθίζηση εντοπίστηκε γύρω από το λιμάνι Semarang, το σιδηροδρομικό σταθμό Semarang Tawang, το Bandar Harjo και το Pondok Hasanuddin. Η καθίζηση της γης σε αυτές τις θέσεις κυμαίνεται μεταξύ 1 και 17 cm/έτος (Tobing and Murdohardono, 2004; Murdohardono, 2007). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι βόρειες παράκτιες περιοχές του Semarang υποχωρούν με ρυθμούς μεγαλύτερους από 8 cm/έτος. Αυτές οι περιοχές γενικά αποτελούνται από εναπόθεση ελών από μαλακό πηλό.

Η καθίζηση του εδάφους στο βόρειο τμήμα του Semarang πιστεύεται ότι προκαλείται από τον συνδυασμό της φυσικής σταθεροποίησης νεαρών προσχωσιγενών εδαφών, της εξόρυξης των υπόγειων υδάτων και του φορτίου των κτιρίων και των κατασκευών. Σύμφωνα με τον van Bemmelen (1949), η λασπώδης καθίζηση στις παράκτιες περιοχές του Semarang συνέβη πριν από τουλάχιστον 500 χρόνια. Ως εκ τούτου, μπορεί να αναμένεται ότι η παράκτια φυσική ενοποίηση του νεαρού προσχωσιγενούς εδάφους θα έχει σημαντική συμβολή στη σχετικά μεγάλη παρατηρούμενη καθίζηση στις παράκτιες περιοχές του Semarang.

Εκτός από τη φυσική ενοποίηση σχετικά νεαρών προσχωσιγενών εδαφών, η καθίζηση του εδάφους στο Semarang μπορεί επίσης να προκληθεί εν μέρει από την υπερβολική άντληση υπόγειων υδάτων. Η άντληση υπόγειων υδάτων στην πόλη Semarang αυξάνεται κατακόρυφα από τις αρχές της δεκαετίας του 1990, ειδικά σε βιομηχανικές περιοχές. Σύμφωνα με τον Marsudi (2001) ο αριθμός των καταχωρημένων φρεατίων σε 200 είναι 1050. Η υπερβολική άντληση υπόγειων υδάτων εισήγαγε καθίζηση της γης στην επιφάνεια.

Η καθίζηση της γης είχε ως αποτέλεσμα ότι περίπου το ήμισυ της περιοχής του Semarang βρίσκεται κάτω από το μέσο επίπεδο της θάλασσας (ή MSL) της θάλασσας Ιάβα.

Κενό γνώσης

Στο Σεμαράνγκ οι δρόμοι είναι κατασκευασμένοι με βαριά υλικά. Οι δρόμοι τις περισσότερες φορές είναι κατασκευασμένοι με άσφαλτο. Όταν εγκατασταθεί η κατασκευή δρόμων, βάζουν ένα νέο στρώμα ασφάλτου στην κορυφή. Αυτό καθιστά την κατασκευή βαρύτερη κάθε φορά. Αυτό πραγματοποιείται μία το χρόνο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ταχύτερη καθίζηση. Η γνώση της χρήσης ελαφρών καινοτόμων υλικών για την κατασκευή δρόμων δεν υπάρχει από τους μηχανικούς στο Semarang. Σκέφτονται μόνο με παραδοσιακό τρόπο την κατασκευή δρόμων.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ένα επιπλέον στρώμα ασφάλτου τοποθετείται πάνω από την υπάρχουσα οδοποιία για να ισοπεδώσει το δρόμο. Αυτό προκαλεί ένα επιπλέον βάρος που κάνει τον οικισμό της γης μεγαλύτερου σε μια ορισμένη περίοδο. Υπάρχει ελάχιστη γνώση των αποτελεσμάτων της καθίζησης του εδάφους και των οδικών κατασκευών.

Βήμα 2: Στόχος & Περιοχή μελέτης

Σκοπός

Ο στόχος αυτού του εγγράφου είναι να σχεδιάσει μια κατασκευή δρόμου για την πόλη του Semarang που προκαλεί τη μικρότερη καθίζηση της γης σε μια περίοδο 10 ετών. Με τη διερεύνηση πολλών διαφορετικών οδικών κατασκευών, θα καθορίσουμε την καθίζηση της γης. Επιπλέον, προσφέρουμε στην τοπική αυτοδιοίκηση αρκετές καινοτόμες ιδέες για κατασκευές δρόμων στην περιοχή τους.

Ερωτήσεις αναζήτησης:

• Πώς να υπολογίσετε την καθίζηση της γης (μέθοδος);
• Πώς να ελαχιστοποιήσετε την καθίζηση γης που προκαλείται από τους δρόμους;
• Πόση καθίζηση της γης προκαλεί τους παραδοσιακούς δρόμους σε 10 χρόνια;
• Ποιες ελαφρές οδικές κατασκευές χρησιμοποιούνται στην Ολλανδία;
• Πόση καθίζηση της γης προκάλεσε τις περιγραφόμενες οδικές κατασκευές σε 10 χρόνια;

Περιοχή σπουδών

Για τη μελέτη αυτή επιλέγεται ένας κύριος δρόμος στα βορειοδυτικά της πόλης Semarang (Kaligawe). Η περιοχή Kaligawe είναι μια από τις κύριες διαδρομές της παράκτιας κυκλοφορίας της Βόρειας Ιάβα και επίσης η πύλη της πόλης Semarang από τα ανατολικά. Εδώ και περισσότερα από 5 χρόνια, η περιοχή αυτή πλημμυρίζει εξαιτίας ενός συνδυασμού καθίζησης της γης, αυξάνοντας την επιρροή από την παλιρροιακή κίνηση από τη θάλασσα, την αδυναμία ελεύθερης ροής νερού του ποταμού. Σε περιόδους πλημμύρας, μακρά κυκλοφοριακή συμφόρηση συμβαίνει σε μήκος μεγαλύτερο από 10 χιλιόμετρα. Στην περιοχή Kaligawe, πολλά ενδιαφερόμενα μέρη/ λειτουργίες υποφέρουν από πλημμύρες. Οι κύριες λειτουργίες στην περιοχή Kaligawe είναι βιομηχανικά περιβάλλοντα, γραφεία, εκπαίδευση, νοσοκομεία και εγκατάσταση κατοικιών. Οι απώλειες από τις πλημμύρες γίνονται πιο σοβαρές και αυξάνονται με την πάροδο του χρόνου, σημαντικές επιπτώσεις της πλημμύρας είναι η κυκλοφοριακή συμφόρηση, οι οδικές ζημιές, οι περιβαλλοντικές και οικονομικές διαταραχές εθνικής κλίμακας.

Βήμα 3: Μέθοδοι

Τοπικοί κάτοικοι

Για την κατανόηση της κατάστασης στο Semarang μιλήσαμε με τον Wisnu Wardana. Είναι ένας ντόπιος που σπουδάζει πολιτικός μηχανικός. Ο Wisnu εργάζεται σε ένα έργο στο πανεπιστήμιο εφαρμοσμένων επιστημών του Ρότερνταμ. Μας έδωσε στοιχεία για την τοπική κατάσταση. Αυτό είναι απαραίτητο γιατί δεν επισκεπτόμαστε ποτέ μόνοι μας το Semarang. Μας είπε για παράδειγμα πώς η κυβέρνηση αντιμετωπίζει την καθίζηση αυτή τη στιγμή.

Ανασκόπηση της βιβλιογραφίας

Το πρώτο βήμα για το σχεδιασμό μιας οδικής κατασκευής είναι η διερεύνηση του διαφορετικού τύπου υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ή των διαφορετικών αρχών για την κατασκευή ενός δρόμου. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε στο διαδίκτυο. Βρήκαμε αρκετούς ιστότοπους και ψηφιοποιημένο έγγραφο πολυάριθμης καινοτομίας στην κατασκευή δρόμων που συνιστώνται για οικοδόμηση πάνω από πολύ έδαφος καθίζησης.

Μέθοδος Koppejan

Η μέθοδος Koppejan πήρε το όνομά της από τον μηχανικό A. W. Koppejan, ο οποίος στη δεκαετία του 1950 πραγματοποιούσε συχνά εξετάσεις στα εργαστήρια στο Ντελφτ (Ολλανδία). Παρήγαγε την πρώτη έκδοση της μεθόδου Koppejan. Λίγα χρόνια αργότερα, διάφοροι καθηγητές έκαναν μικρές προσαρμογές και βελτιώσεις στη μέθοδο και τον υπολογισμό. Ο υπολογισμός βασίζεται στη θεωρία του Prandtl, που προέρχεται από τη μηχανική του εδάφους. (Sewnath, 2018)

Στη μηχανική αναπτύσσεται μια σχετικά απλή και αξιόπιστη μέθοδος υπολογισμού της καθίζησης με φορτία. Η μέθοδος Koppejan είναι μια μέθοδος υπολογισμού με βάση μια δοκιμή διείσδυσης κώνων στη θέση. Θα ήταν ακόμη καλύτερο να εκτελέσετε μια δοκιμή φόρτωσης πασσάλων στο σωρό, στον οποίο ο σωρός φορτώνεται, για παράδειγμα από τσιμεντόλιθους σε ατσάλινο πλαίσιο, με ένα φορτίο δοκιμής να πλησιάζει τη μέγιστη φέρουσα ικανότητά του. Αυτό είναι πολύ ακριβό και η δοκιμή διείσδυσης κώνων (CPT) συνήθως θεωρείται αρκετά αξιόπιστη. (Baars, 2012)

Σε ένα ομοιογενές έδαφος μπορεί να υποτεθεί ότι υπό στατικές συνθήκες το φορτίο αστοχίας ενός μακρού σωρού είναι ανεξάρτητο ή πρακτικά ανεξάρτητο από τη διάμετρο του σωρού. Αυτό σημαίνει ότι η αντίσταση του κώνου που μετράται σε CPT μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι ίση με τη φέρουσα ικανότητα της κορυφής του σωρού. Στην πραγματικότητα το έδαφος γύρω από την άκρη του σωρού συνήθως δεν είναι απόλυτα ομοιογενές. Πολύ συχνά το έδαφος αποτελείται από στρώματα που έχουν διαφορετικές ιδιότητες. Για αυτήν την περίπτωση έχουν αναπτυχθεί πρακτικοί τύποι σχεδιασμού, οι οποίοι λαμβάνουν υπόψη τη διαφορετική αντίσταση κώνου κάτω και πάνω από το επίπεδο του άκρου του σωρού. Επιπλέον, σε αυτούς τους τύπους σχεδιασμού μπορεί να ληφθεί υπόψη η πιθανότητα η κατάσταση αστοχίας να προτιμήσει το πιο αδύναμο χώμα. Στην πρακτική της μηχανικής, ο τύπος Koppejan χρησιμοποιείται συχνά. (Baars, 2012)

Φύλλο υπολογισμού Excel (Koppejan)

Σχεδιάσαμε το δικό μας φύλλο υπολογισμού Excel για τον υπολογισμό της καθίζησης του εδάφους. Το φύλλο υπολογισμού του Excel είναι ένας απλοποιημένος τρόπος υπολογισμού με τη μέθοδο Koppejan. Οι διάφορες παράμετροι εδάφους για τη θέση μπορούν να συμπληρωθούν. Αυτές οι παράμετροι πρέπει να διερευνηθούν κάνοντας μια δοκιμή διείσδυσης κώνου. Εκτός από την εξωτερική φόρτωση μπορεί να επιλεγεί. Τέλος, πρέπει να συμπληρωθεί η χρονική περίοδος για την εγκατάσταση. Το φύλλο υπολογισμού του Excel υπολογίζει την εγκατάσταση του εδάφους με εξωτερική φόρτωση για μια συγκεκριμένη τοποθεσία.

Δ-τακτοποίηση

Το D-arrangement είναι ένα λογισμικό υπολογιστών που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του δικού μας (απλοποιημένου) φύλλου υπολογισμού Excel. Το λογισμικό αναπτύσσεται από την Deltares Systems, εταιρεία Deltares. Το D-Settlement είναι ένα ειδικό εργαλείο για την πρόβλεψη της καθίζησης του εδάφους με εξωτερική φόρτωση. Το D-Settlement καθορίζει με ακρίβεια και ταχύτητα την άμεση διευθέτηση, ενοποίηση και ερπυσμό κατά μήκος των κατακόρυφων σε δισδιάστατη γεωμετρία. Η Deltares αναπτύσσει το D-Settlement. (Συστήματα Deltares, 2016)

Το D-Settlement παρέχει μια πλήρη λειτουργικότητα για τον καθορισμό οικισμών για τακτικά προβλήματα δύο διαστάσεων. Καθιερωμένα και προηγμένα μοντέλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό της κύριας καθίζησης/διόγκωσης, σταθεροποίησης και δευτερογενούς ερπυσμού, με πιθανή επίδραση κάθετων αποχετεύσεων. Μπορούν να εφαρμοστούν διάφορα είδη εξωτερικών φορτίων: μη ομοιόμορφα, τραπεζοειδή, κυκλικά, ορθογώνια, ομοιόμορφα και φορτία νερού. Μπορούν να διαμορφωθούν κάθετες αποχετεύσεις (λωρίδες και επίπεδα) με προαιρετική ενοποίηση με προσωρινή αφυδάτωση ή σταθεροποίηση υπό κενό. Το D-Settlement δημιουργεί μια ολοκληρωμένη πίνακα και γραφική έξοδο με διευθετήσεις, τάσεις και πιέσεις πόρων στις κάθετες που πρέπει να καθοριστούν. Μπορεί να εφαρμοστεί αυτόματο νούμερο για μετρημένους οικισμούς, προκειμένου να καθοριστούν βελτιωμένες εκτιμήσεις του τελικού διακανονισμού. Τέλος, μπορεί να προσδιοριστεί το εύρος ζώνης και η ευαισθησία παραμέτρων για ολικούς και υπολειπόμενους καταυλισμούς, συμπεριλαμβανομένου του αποτελέσματος των μετρήσεων. (Συστήματα Deltares, 2016)

Βήμα 4: Πιθανές λύσεις

Ως αποτέλεσμα της βιβλιογραφικής ανασκόπησης για καινοτόμες ελαφριές κατασκευές δρόμων, βρήκαμε αρκετές ιδέες. Οι πιθανές ελαφριές κατασκευές περιγράφονται παρακάτω.

Κουτί διείσδυσης

Το κιβώτιο διείσδυσης είναι ένα υπέροχο υδατοπερατό κουτί που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση και διείσδυση νερού. Ένα κουτί διείσδυσης είναι κατασκευασμένο από πλαστικό, το οποίο μπορεί να συμβάλει στο πρόβλημα του πλαστικού στην περιοχή. Για να μην ρέουν τα κιβώτια διήθησης με άμμο, είναι συσκευασμένα με ένα πανί φίλτρου γεωυφάσματος. Τοποθετώντας αυτά τα κιβώτια διήθησης στη βάση ενός δρόμου. Το νερό της βροχής που πέφτει στην πλακόστρωτη επιφάνεια του δρόμου μπορεί να ληφθεί κάτω από το δρόμο. Αυτό περιέχει έναν επιπλέον γιο αποθήκευσης για το νερό στην περιοχή. Χωρίς αυτό το υπάρχον ανοιχτό νερό πρέπει να χρησιμοποιηθεί για αυτό. Σύμφωνα με την πηγή που συμβουλεύτηκε, ένα κιβώτιο θα είχε βάρος 11 κιλά και ικανότητα να αποθηκεύει 290 λίτρα νερού.

PlasticRoad

Το PlasticRoad είναι μια κατασκευή δρόμου που βασίζεται σε ανακυκλωμένο πλαστικό. Είναι προκατασκευασμένο και διαθέτει έναν χώρο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορους σκοπούς. Αυτό περιλαμβάνει αποθήκευση νερού, διέλευση καλωδίων και σωλήνων, θέρμανση δρόμων, παραγωγή ενέργειας κ.λπ. Επιπλέον, το στοιχείο είναι τέσσερις φορές ελαφρύτερο από την παραδοσιακή οδική δομή όπως τα γνωρίζουμε στις Κάτω Χώρες. Το επιπλέον πλεονέκτημα του PlasticRoad είναι ότι μπορεί να κατασκευαστεί από ανακυκλωμένο πλαστικό. Που μπορεί να συμβάλει στο πρόβλημα του πλαστικού στην περιοχή. Και όταν πραγματοποιηθεί η κατασκευή, δεν χρειάζεται μεγάλη συντήρηση και έχει σχετικά μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από τις τυπικές κατασκευές δρόμων. Κατά τη διάρκεια ζωής του PlasticRoad είναι εύκολο να ρυθμίσετε το ύψος της δομής.

Πέτρες λάβας/τσιπς από μπαμπού

Τα θεμέλια δρόμων στην Ολλανδία είναι κατασκευασμένα από διαφορετικά υλικά. Το κάτω στρώμα του ιδρύματος αποτελείται πάντα από ένα κρεβάτι με άμμο. Το κοκκοποιημένο μίγμα εφαρμόζεται κανονικά στην κορυφή αυτού του στρώματος άμμου. Ωστόσο, αυτό είναι ένα σχετικά βαρύ υλικό που δεν ωφελεί την καθίζηση του εδάφους. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι δυνατή η αντικατάσταση αυτού του υλικού για πέτρες lave ή μπαμπού. Τα πλεονεκτήματα των λίθων λάβας είναι το γεγονός ότι είναι ένα πορώδες και σχετικά ελαφρύ υλικό με υψηλή υδατοπερατότητα και ικανότητα αποθήκευσης νερού. Εφαρμόζοντας ένα θεμέλιο από πετρώματα λάβας με βαθμό 4-32, το 48% κοίλος χώρος πραγματοποιείται σε αντίθεση με τα μικτά κοκκία. Επιζήμια επίδραση στο θεμέλιο προκαλείται από το γεγονός ότι λείπει η διαβάθμιση 0-4. Υπάρχει μια χαμηλή συνοχή μεταξύ των διαφορετικών πετρωμάτων, γεγονός που καθιστά τη σταθερότητα του θεμελίου πολύ χαμηλότερη. Οι λωρίδες από μπαμπού είναι ένα υλικό με τις ίδιες ιδιότητες.

Βήμα 5: Αποτελέσματα Υπολογισμός καθίζησης

Υποχώρηση γης με φύλλο υπολογισμού Excel

Το δικό μας αναπτυγμένο φύλλο υπολογισμού Excel υπολογίζει την καθίζηση της γης με βάση τη μέθοδο Koppejan. Ως εισαγωγή του φύλλου υπολογισμού του Excel επιλέξαμε τις πλησιέστερες συνθήκες εδάφους (στην αγορά KUBRO) όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Υπολογίσαμε την κατασκευή βάρους των καινοτόμων ελαφρών κατασκευών δρόμων που περιγράφονται παραπάνω. Τα αποτελέσματα του φύλλου υπολογισμού του excel φαίνονται στο συνημμένο PDF.

Υποχώρηση γης κατά D-οικισμό

Επιπλέον, υπολογίσαμε την κατασκευή βάρους των καινοτόμων ελαφρών κατασκευών δρόμων που περιγράφονται παραπάνω. Τα αποτελέσματα του διακανονισμού D εμφανίζονται στο συνημμένο PDF.

Βήμα 6: Συμπέρασμα

συμπέρασμα

Στη βόρεια περιοχή του Σεμαράνγκ, όπου βρίσκονται σημαντικές εγκαταστάσεις της πόλης, όπως το λιμάνι, ο σιδηροδρομικός σταθμός, τα νοσοκομεία, τα γραφεία και οι κύριοι δρόμοι πλημμυρίζουν συχνά, γεγονός που επηρεάζει την καθημερινή ζωή των ντόπιων. Αυτές οι πλημμύρες προκαλούνται από την άνοδο της στάθμης της θάλασσας και την καθίζηση της γης στην περιοχή. Αυτή τη στιγμή η τοπική αυτοδιοίκηση κατασκευάζει τους δρόμους με παραδοσιακό τρόπο με βαριά δομικά υλικά. Όταν οι δρόμοι είναι χαμηλοί (που προκαλούνται από την καθίζηση του εδάφους), ένα επιπλέον στρώμα ασφάλτου εφαρμόζεται πάνω από την κατασκευή για να ισοπεδώσει το δρόμο. Αυτός ο τρόπος κατασκευής δρόμων επιδεινώνει την καθίζηση της γης.

Χρησιμοποιώντας ελαφριά υλικά κατασκευής δρόμων, η καθίζηση της γης μπορεί να ελαχιστοποιηθεί. Χρησιμοποιώντας τα ακόλουθα κατασκευαστικά (καινοτόμα) υλικά, το βάρος της κατασκευής του δρόμου (και της καθίζησης της γης) μπορεί να μειωθεί:

• Κλουβιά ρυθμιστικού νερού
• PlasticRoad
• Πέτρες λάβας
• Μπαμπού τσιπς

Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Koppejan, υπολογίζεται η καθίζηση του κύριου δρόμου στην περιοχή Kaligawe για 10 χρόνια. Σε 10 χρόνια το PlasticRoad προκαλεί τη μικρότερη καθίζηση της γης (0, 432 μέτρα). Εκτός από την κατασκευή PlatsicRoad έχει τα ακόλουθα οφέλη:

• Κοίλη κατασκευή που λειτουργεί ως οχετός (και αποθήκευση νερού) κάτω από το δρόμο.
• Τα στοιχεία είναι κατασκευασμένα από ανακυκλωμένο πλαστικό που μπορεί να μειώσει τα πλαστικά απόβλητα στην περιοχή
• Τα στοιχεία μπορούν να φιλτραριστούν εύκολα, οπότε εάν είναι απαραίτητο ο δρόμος μπορεί να ισοπεδωθεί χρησιμοποιώντας τσιπς από μπαμπού.

Βήμα 7: Συζήτηση

Παραδόθηκαν πληροφορίες

Αρκετά έγγραφα με τοπικά δεδομένα, για παράδειγμα συνθήκες εδάφους, μας αποστέλλονται από το πανεπιστήμιο Unissula του Semarang. Επειδή εμείς ως ομάδα δεν επισκεπτόμαστε ποτέ την περιοχή μελέτης και επιπλέον δεν κάναμε τη διερεύνηση για παράδειγμα της κατάστασης του εδάφους μόνοι μας, υποθέσαμε ότι τα παραδοθέντα δεδομένα είναι 100% σωστά. Εκτός αυτού, δεν λάβαμε όλα τα απαραίτητα δεδομένα, οπότε κάναμε πολλές υποθέσεις για τον υπολογισμό της καθίζησης της γης. Για παράδειγμα, το επίπεδο και οι τιμές των υπόγειων υδάτων στη μέθοδο Koppejan.

Υποχώρηση γης τα τελευταία χρόνια

Για τα Cp και Cs στη μέθοδο Koppejan υποθέσαμε τις τιμές. Οι ακριβείς τιμές για την τοποθεσία δεν ήταν διαθέσιμες, οπότε κάναμε μια αναζήτηση στο διαδίκτυο για αντιπροσωπευτικές τιμές. Οι τιμές επηρεάζουν το αποτέλεσμα του υπολογισμού με βάση την καθίζηση των προηγούμενων ετών στην τοποθεσία. Για ένα ακριβές αποτέλεσμα της καθίζησης του εδάφους, η πραγματική τιμή Cp και Cs πρέπει να προσδιοριστεί κατά τόπο.

Διερεύνηση του απαιτούμενου επιπέδου δρόμου

Ερευνήσαμε την καθίζηση 6 διαφορετικών οδικών κατασκευών σε χρονικό διάστημα 10 ετών. Για να βεβαιωθείτε ότι οι δρόμοι δεν μπορούν να πλημμυρίσουν με υψηλές συνθήκες θαλασσινού νερού, πρέπει να διερευνηθεί η άνοδος της στάθμης της θάλασσας, ώστε η στάθμη του δρόμου να μπορεί να σχεδιαστεί σε ένα ελάχιστο ύψος.

Διερεύνηση συνθηκών εδάφους/κατασκευές δρόμων

Σχεδιάσαμε ένα απλοποιημένο φύλλο υπολογισμού excel για γρήγορους υπολογισμούς εγκατάστασης με βάση τις συνθήκες του εδάφους και το βάρος των οδικών κατασκευών. Υπάρχουν μόνο 3 συνθήκες εδάφους που αποστέλλονται από το πανεπιστήμιο της Unissula. Για την εφαρμογή του φύλλου υπολογισμού του Excel σε τυχαία σημεία στο Semarang (και σε άλλα μέρη της Ινδονησίας) χρειάζονται περισσότερα αποτελέσματα διείσδυσης κώνων.

Επιπλέον, ερευνήσαμε 5 διαφορετικές κατασκευές δρόμων. Υπάρχουν πιθανώς πολύ πιο ελαφριές οδικές κατασκευές που ίσως προκαλούν λιγότερη καθίζηση. Απαιτείται περισσότερη έρευνα σχετικά με τον τύπο των οδικών κατασκευών.

Διαθεσιμότητα και κόστος υλικών

Δεν γνωρίζουμε ακριβώς τι είδους υλικά είναι διαθέσιμα στο Semarang και το κόστος αυτού. Αυτή η έρευνα πρέπει να γίνει από ντόπιους επειδή έχουν τη γνώση των δυνατοτήτων των προμηθευτών.

Βήμα 8: Λογοτεχνία

Λογοτεχνία που χρησιμοποιείται

Abidin, H., Andreas, H., I., G., Sidiq, T., Mohammad Gamal, M., Murdohardono, D., & Yoichi, F. (2012). Μελέτη καθίζησης γης στο Σεμαράνγκ (Ινδονησία) με χρήση γεωδαιτικών μεθόδων. Σίδνεϊ.

Alibaba.com. (2019). Πωλούνται τσιπς από μπαμπού. Opgehaald van Alibaba.com: www.alibaba.com/product-detail/Bamboo-Chips-For-Sale

Baars, S. v. (2012). Foundation Engineering. Λουξεμβούργο.

Beuker kunststof leidingsystemen. (2019). Infiltratiekratten. Opgehaald van Beuker kunststof leidingsystemen: www.beuker-bkl.com/producten/infiltratie/infiltratiekratten/

Daga, S. (2016, 31 Αυγούστου). Ενίσχυση των λύσεων του Semarang για την κλιματική αλλαγή: Συνεργασία, κλειδί για την ενίσχυση της ανθεκτικότητας. Opgehaald van Thomson reuters news news:

Συστήματα Deltares. (2016). Εγχειρίδιο χρήστη D-Settlement. Ντελφτ: Δέλταρες.

Google (2019). Opgehaald van Google Maps:

PlasticRoad. (2019). Opgehaald van PlasticRoad:

Rochim, A. (2017). Εδραίωση εδάφους. Ρότερνταμ.

Sewnath, P. (2018). Σχετικά με τον εκπαιδευτή του ψηφιακού προπονητή για το Koppejan Methode στο Maple TA. Ρότερνταμ: TUDelft.

Tuindomein.nl. (2019). Lavasteen natuursteen 40-80mm Μεγάλη τσάντα 750 κιλών. Opgehaald van Tuindomein.nl:

Wahyudi, S., Adi, Η., & Lekkerkerk, J. (sd). Χειρισμός λύσης παλιρροιακή πλημμύρα στην περιοχή Kaligawe με αποστράγγιση συστήματος Polder.