Stability analysis of drilling rigs moving on a weak subsoil. Selected case studies

This article presents results of the numerical analysis of the interaction between heavy caterpillar tracks system and subsoil. The main goal of the article is to present an algorithm to design working platforms - temporary structures enabling the work of heavy construction equipment on weak subsoils. A semi-analytical method is based on the results of the numerical analysis performed with use of the finite element method (FE software ZSoil.PC [12]). The calculations were carried out for the piling rig machine - Bauer BH20H (BT60). Three ground models were adopted: Model 1: one layer - weak cohesive soil (clay); Model 2: two layers: weak cohesive soil (clay) and cohesionless working platform (medium sand); Model 3: one layer: strong cohesionless subsoil (medium sand). The following problems were solved: I) entry of the machine on the ground with various geotechnical parameters under each caterpillar tracks II) detection of the maximum permissible angle of ground slope.

Nabierająca tempa dynamika produkcji budowlanej wymusza na inwestorach konieczność zagospodarowania nieruchomości gruntowych których przeznaczenie na cele budowlane było wcześniej nieopłacalne (niskie parametry gruntowe, wysoki poziom wód gruntowych, występowanie zwartej zabudowy itp.). W związku z tym, grunty na których posadowienie są budynki coraz częściej charakteryzują się niskimi parametrami wytrzymałościowymi. Dlatego geotechnicy mają trudne zadanie projektowania i wykonywania budowli na terenach wymagających podjęcia szczególnych środków ostrożności. W celu odpowiedniego przenoszenia obciążeń pomiędzy budynkiem a podłożem gruntowym o niskich parametrach wytrzymałościowych projektanci decydują się na wykonanie fundamentów pośrednich. Ich wykonanie wymaga zastosowania specjalistycznych maszyn roboczych (palownic, wiertnic itp.). Przed dopuszczeniem maszyny roboczej do pracy należy sprawdzić, czy podłoże gruntowe ma wystarczającą nośność. W przypadku jej niedoboru, należy odpowiednio wzmocnić podłoże poprzez wykonanie platformy roboczej. W niniejszym artykule przedstawiono analizę współpracy maszyna budowlane - podłoże gruntowe. Podstawową analizę przeprowadzono metodą elementów skończonych 3D (oprogramowanie FE ZSoil.PC). Jej wyniki zostały opracowane w formie formuł umożliwiających rozwiązanie problemu interakcji maszyna budowlana – podłoże gruntowe. Szczegółowe obliczenia przeprowadzono dla palownicy - Bauer BH20H (BT60).