ساخت ساختمان در دریا

ساخت و ساز روی آب با افزایش جمعیت ، زمین بسیار با ارزش می شود. کمبود زمین باعث می شود که توسعه دهندگان ، مهندسان و معماران به لبه های بیشتری در دریا بروند. در چند دهه گذشته شاهد جزایر عظیم و ساخت و سازهای عظیم بر روی آب بوده ایم. میلیون ها تن مواد به منظور ایجاد زمین جدید یا بازیابی مناطقی که تحت تأثیر نیروهای طبیعی قرار دارند ، در بدن آب ریخته می شود.

شور و اشتیاق که پروژه های احیای زمین با آن در حال گسترش است بسیار شدید است. نمونه های بی شماری وجود دارد که در سراسر جهان مانند ایالت جزیره سنگاپور پراکنده شده است که ۲۲٪ به اندازه آن افزوده است یا هلند که تعداد زیادی از باتلاق های باتلاقی و باتلاق ها را برای تأمین جمعیت رو به رشد خود احیا می کند. بزرگترین و برجسته ترین مثال شاید جزایر Palm Jumeirah از دید بصری در دبی است که از ۱۱۰ میلیون متر مکعب شن ساخته شده است.

در مورد ساخت جزایر جدید روی آب و در نتیجه ساختن کل شهرها بر روی آن ، چالش های مختلفی وجود دارد. از حفاظت از سرزمین جدید در برابر نیروهای طبیعی گرفته تا ساخت جاده ها ، سیستم های زیرزمینی MEP و ساختمانهای موجود در آن. این نیاز به دانش صحیح مهندسی و همچنین قابلیت های پیشرفته برای تجسم بهتر ، هماهنگی ، بررسی تداخل و غیره دارد. BIM برای زیرساخت ها می تواند سهولت در برقراری ارتباط ، تجزیه و تحلیل و شبیه سازی ، مدیریت پروژه و مدیریت دارایی را تسهیل کند. در مقاله زیر قصد داریم بحث کنیم که احیای زمین چیست ، روشهای استفاده شده در آن و بیان کنیم که چگونه مدل سازی اطلاعات ساختمان می تواند برای ساخت آن و ایمن نگه داشتن ساکنان مفید باشد. 

احیای زمین چیست؟

احیای زمین یا پر کردن زمین فرایندی است که در آن زمین جدیدی از پایه های آبی مانند دریا ، اقیانوس ، دریاچه ها ، بستر رودخانه ها ، باتلاق ها و غیره ایجاد می شود. ایده احیای زمین ایجاد زمین جدید است که می تواند برای مسکن ، کشاورزی یا به عنوان در مورد دبی برای گسترش خط ساحلی خود و جذب گردشگران جدید. احیای زمین دو نوع دارد. یکی تبدیل اجسام آب به زمین قابل استفاده جدید است. دوم بازگرداندن مناطقی است که توسط نیروهای طبیعی مانند طوفان ، فرسایش و غیره آسیب دیده است.

روش های احیای زمین:

چهار روش وجود دارد که در آنها فرایندهای احیای زمین انجام می شود. روش انتخاب شده به عوامل مختلفی از جمله نوع زمین ، در دسترس بودن مواد برای پر کردن ، زیرسازی خاک ، توپوگرافی بستر آب و غیره بستگی دارد.

1. روش خشک : این ساده ترین روش احیای زمین است. در اینجا منطقه مورد نیاز با سنگهای بزرگ و سنگین یا سیمان پر شده است. سپس زمین با استفاده از خاک رس یا خاک تا ارتفاع مورد نیاز ساخته می شود.
2. روش احیای هیدرولیک: در این روش یک سد دریچه ای از پایین مواد را از منبع قرض دریایی پر می کند و در محل مناسب می ریزد. این یک روش مرطوب است که در آن خاک باید از ویژگی های زهکشی خوبی برخوردار باشد.
3. روش دستکاری مجدد : در اینجا از حمل و نقل برای حمل و سپس ریختن مواد پر شده در یک گودال ذخیره موقت استفاده می شود. هندلندینگ ظرفیت چندین میلیون متر مکعب را دارد.
4. روش پخش شن و ماسه: در صورت وجود کف بستر کم عمق یا بستر دریا برای پر کردن هیدرولیک خیلی نرم است می توان از این روش استفاده کرد. یک پخش کننده می تواند بر روی یک سد شناور سوار شود و شن و ماسه در امتداد آب از طریق یک لوله تخلیه شود.

الزامات احیای زمین:

با توجه به این واقعیت که عملیات احیای زمین مرز بسیار نازکی بین اقیانوس و زمین ایجاد می کند ، چالش های منحصر به فردی وجود دارد که بوجود می آیند. وقتی روند احیای زمین مانند کنترل نیروی دریا و اطمینان از ایمنی ساکنان در حال انجام است ، مهمترین چالش با آن روبرو است. وقتی جاده ها ، خطوط لوله و به طور خاص ساختمان های سنگین در زمین های احیا شده احداث می شوند ، مجموعه دوم چالش ها با آن روبرو می شوند. حتی پروژه احیای زمین باید به طور گسترده و دقیق برنامه ریزی شود. این به معنای شناسایی پر کردن مناسب برای منطقه وام ، انتخاب تجهیزات و مواد ، جمع آوری داده های هیدروگرافی ، انجام تجزیه و تحلیل سود و هزینه و از طریق نظارت بر پروژه است. خوشبختانه ، روشهای نوین ساخت و ساز مانند طراحی ویلا ، تسهیلات مدیریت ، GEOBIM و غیره همه بخش های ساخت و ساز را ابزارهای ساده سازی و ساخت و نگهداری فراهم می کند.

ساخت ساختمان در دریا

برخورد با نیروهای طبیعی چگونه است؟

وقتی نوبت به ساخت و ساز روی آب می رسد ، نیروهای طبیعی مختلفی وجود دارد که باید مانند موج های ناخوشایند ، زمین لرزه ، فرسایش و حتی طوفان ۱۰۰۰ ساله در ذهن داشته باشید. منطقه احداث شده باید بتواند حتی در بدترین حالت نیز مقاومت کند. با توجه به این نکته ، دو نکته اساسی وجود دارد که مهندسان و طراحان باید در نظر داشته باشند: اقیانوس اطراف یا دریا و زمین لرزه ها.

اهمیت موج شکن:

در پروژه های احیای زمین ضروری است که زمین بتواند در برابر امواج شدید اقیانوس ، طوفان های اقیانوسی و افزایش سطح آب در نتیجه گرم شدن کره زمین مقاومت کند. راه حل اینجا ایجاد موج شکن است. موج شکن به سازه ای گفته می شود که به منظور ایجاد یک بندر مصنوعی ساخته می شود تا منطقه در بین آن در برابر امواج محافظت شود. به ساده ترین حالت یک دیواره دریا است که از سطح بالا می رود. موج شکن در موارد مختلفی از جمله در مورد پالم جمیرا ساخته شده است. موج شکن هلالی شکل برای احاطه کردن برگهای نخل ایجاد شده است. موج شکن تقریباً ۴ متر از سطح دریا بالا رفت و اساساً از ماسه و سنگ ساخته شده بود.

نمونه دیگری از اهمیت موج شکن نمونه ای است که در پروژه احیای زمین لاگوس ساخته شده است. این پروژه ماموت شاهد گسترش خط ساحلی شهر با تقریباً ۲ کیلومتر به اقیانوس اطلس است. سازه ای به عرض ۴۵ متر که “دیوار بزرگ لاگوس” لقب گرفته ، ۱۸ متر از کف اقیانوس برخاست و از سرزمین احیا شده محافظت می کند. از ۱۲ لایه سنگ و بتن تشکیل شده است و لایه بالایی قابل مشاهده آن با ۱۰۰۰۰ بلوک بتونی x شکل تشکیل شده است. این بلوک های بتونی به طور خاص با استفاده از مخلوط بتنی ساخته می شوند که با گذشت زمان در یک محیط اقیانوسی تخریب نمی شوند. علاوه بر این ، آنها به طور تصادفی قرار نگرفته اند اما به طور خاص در امتداد محورهای X ، Y و Z قرار داده شده اند تا بتوانند با یکدیگر درهم آمیخته و ساختار واحدی ایجاد کنند.

ایجاد موج شکن انعطاف پذیر یک کار پیچیده است. محاسبات مختلفی وجود دارد که باید در مورد ارتفاع موج ، جریان باد و غیره انجام شود. محل موج شکن باید دقیقاً مشخص شود تا از زمین محافظت کند. سرانجام ، فرآیند ساخت باید از تأمین مواد تا پیشرفت روزانه به درستی کنترل شود. BIM برای زیرساخت ها می تواند مزایای خاصی داشته باشد زیرا همه اینها برای ردیابی ، برنامه ریزی و همچنین اجرای شبیه سازی است. ساخت ویلا  همچنین می تواند برای مدل سازی عناصر منحصر به فرد مانند بلوک های بتونی x شکل ذکر شده در بالا استفاده شود. علاوه بر این ، قابلیت های همکاری مشترک BIM می تواند به همه ذینفعان از مهندسان تا دانشمندان تا مدیران پروژه و سرمایه گذاران اجازه دهد که با هم کار کنند. بنابراین در طول مرحله برنامه ریزی و ساخت ارزش افزوده می شود.

در قسمت بعدی این مقاله ، ما خواهیم دید که چگونه مهندسان اطمینان حاصل می کنند که زمین احیا شده و ساختمانهای ساخته شده روی آن در برابر زلزله مقاومت می کنند. ما همچنین در مورد چگونگی استفاده از BIM ساختاری برای غلبه بر چالش های اساسی صحبت خواهیم کرد. سرانجام ، ما در مورد اثرات زیست محیطی احیای زمین بحث خواهیم کرد و نحوه برخورد منتقدان با آن را بیان خواهیم کرد.

با توجه به وضعیت جمعیت در حال رشد ما واقعاً تعجب آور نیست که توسعه دهندگان به تدریج در حال گسترش در دریا و اقیانوس ها هستند. ما قبلاً روش های احیای زمین و اهمیت موج شکن ها را بیان کردیم. در قسمت دوم این مقاله ، ما در مورد راه های مقاومت زمین مقاوم در برابر زلزله و سازه های ساخته شده بر روی آن صحبت خواهیم کرد. ما همچنین بحث خواهیم کرد که چگونه می توان از خدمات مدل سازی BIM برای اطمینان از یکپارچگی اساسی ساختمان ساخته شده استفاده کرد.

مقابله با چالش های ناشی از زلزله:

شن و ماسه به منظور ایجاد جزایر جدید در کف اقیانوس یا دریا ریخته می شود. در اینجا ضروری است که شن و ماسه مناسب انتخاب شود. شن و ماسه دسر خیلی ریز است و ماسه ایده آل باید درشت ، بسته بندی انبوه باشد و در مقابل ضربه موج مقاومت بیشتری داشته باشد. علاوه بر این ، شن و ماسه ناپایدار است و مدت زمان زیادی طول می کشد تا قبل از ساخت ، تقویت شود. هر زمان که زلزله در اینجا رخ دهد ، مایعات ایجاد می شود. روانگرایی به فرایندی گفته می شود که رسوبات ورودی به آب در نزدیکی سطح زمین شروع به لرزش می کنند و باعث حرکت آب به سمت بالا و غرق شدن زمین می شوند. این امر در هنگام زلزله ۱۹۹۵ کوبه در ژاپن مشاهده شد که باعث خسارت به تأسیسات بندر و بندر شد.

این محلول به صورت تکنیک پروب ویبرو است. در این روش کاوشگرها در سطح زمین سوراخ هایی به داخل زمین ایجاد می کنند. سپس فشار زیاد هوا و آب پروب را به عمق زمین سوق می دهد و در زیر آن شافت ارتعاش می کند و زمین را در اطراف آن تکان می دهد. بنابراین ، شن و ماسه شروع به غرق شدن می کند و شن و ماسه بیشتری قرار می گیرد تا سفت شود. این یک روش طولانی اما آزمایش شده با زمان است که مقاومت خاک را در برابر مایعات بهبود می بخشد.

وقتی صحبت از ساخت ساختمان در زمین های احیا شده می شود ، متخصصان AEC باید اطمینان حاصل کنند که ساختمان ها می توانند در برابر زلزله مقاومت کنند. مفهوم اصلی طراحی ضد زلزله این است که سازه یا باید تقویت شود یا باید نیروهایی وجود داشته باشند که بتوانند نیروهای زلزله را خنثی کنند. با توجه به این واقعیت که احتمال کمیاب آسمان خراش ها در زمین های احیا شده با استفاده از روش میرایی آونگ وجود دارد ، ایده آل نخواهد بود. دو روش اصلی که می توان ساختمان ها را در برابر زلزله مقاوم کرد ، استفاده از مواد مقاوم در برابر زلزله و اجرای راه حل های طراحی است.

ساخت ساختمان در دریا

سرویس های جزئی سازی فولاد سازه ای می توانند برای افزودن آرماتور به سازه مفید باشند. به عنوان مثال ، یک روش مهاربندهای متقاطع فولادی به نمای خارجی ساختمان است. آنها با انتقال نیرو به زمین تأثیر ساختمان را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند. علاوه بر این ، از مواد مقاوم در برابر زلزله نیز می توان استفاده کرد. موادی که در ساخت و ساز استفاده می شوند اگر قابلیت شکل پذیری بالایی داشته باشند ، به ساختمان اجازه می دهند انرژی را پراکنده کند. آجر و بتن می توانند انرژی بسیار کمی را جذب کنند که فولاد ساختاری می تواند شکل پذیری بالایی داشته باشد. علاوه بر این ، قبل از ساخت و ساز باید تجزیه و تحلیل لرزه ای برای تعیین واکنش ساختار ساختمان در برابر زلزله انجام شود. شبیه سازی در حال اجرا همچنین می تواند در بررسی تأثیر زمین لرزه مفید باشد.

اطمینان از زیربنایی محکم

اطمینان از یکپارچگی بنیادی که ساختمان بر روی آن ساخته می شود ، ضروری است. در طول پروژه های احیای زمین ، ساختمان ممکن است روی روح نرم یا روح پر نشسته باشد که ممکن است باعث خرابی ساختمان شود. در اینجا ، باید یک مدل دقیق از زمین در مرحله پیش از ساخت ساخته شود تا درک دقیقی از کارهای خاکی ، زمین و غیره بدست آورد. DTM را می توان از طریق نقشه برداری ، فتوگرامتری ، فناوری Lidar و غیره به دست آورد. دانستن شرایط دقیق سایت و سپس ساخت BIM مدل بر روی آن نمایش دقیق را تضمین می کند که از خطاهای بعدی جلوگیری می کند.

همچنین روش هایی وجود دارد که امروزه متخصصان ساخت و ساز می توانند با مشکلات اساسی کنار بیایند. وقتی نوبت به رسهای ماسه ای نرم می رسد که می تواند در صورت بازیافت زمین از باتلاق ها و باتلاق ها باشد ، راه حل این است که کمی بیشتر زمین بخورید. هنگامی که پایه سنگر استاندارد عمیق باشد ، پایه را می توان در یک زمین محکم پشتیبانی کرد که تحت تأثیر تغییرات فصلی نیست. در مناطقی که زمین مستعد انبساط و انقباض دوره ای است ، می توان کنار سنگرها را با غشای انعطاف پذیر پوشاند ، بنابراین رس می تواند به طور مستقل کوچک یا منبسط شود.

علاوه بر این ، نحوه طراحی ساختمان نیز مهم خواهد بود. به عنوان مثال ، ایجاد پایه های گسترده تر می تواند به معنای پخش شدن بار در یک منطقه بزرگ باشد. این ممکن است به منظور جلوگیری از برش ، به تقویت فولاد نیاز داشته باشد. سرانجام ، می توان یک بنیاد قایق را نیز ایجاد کرد. زیربنای قایق ، دال بتونی مسلح در زیر ساختمان است که روی آب شناور است و باعث می شود تا بار ساختمان در یک منطقه بزرگ پخش شود تا فشار بر روی زمین کاهش یابد.

آیا ساخت داخل دریا نکات منفی دارد؟

برخی نگرانی ها در مورد تأثیر طولانی مدت ساخت داخل دریا وجود دارد. از آنجا که ساختارهای پیچیده ای در زیر دریا ایجاد می کند ، می تواند برای سازمان های دریایی مشکل ایجاد کند و زیستگاه های آنها را از بین ببرد. همچنین می تواند صخره های مرجانی را از بین ببرد. نقاشی ساختمان نگرانی دیگر تأثیر موج شکن ها در شهرهای ساحلی نزدیک به زمین احیا شده است. از یک طرف موج شکن از زمین جدید در برابر امواج ناگهانی و طوفان محافظت می کند ، همچنین ممکن است به طور بالقوه توفان را به سمت داخل هدایت کند. در حقیقت این مورد قبلاً در مورد اکو آتلانتیک مشاهده شده است ، جایی که طوفان ها به هر دو طرف پروژه توسعه به مناطق محافظت نشده لاگوس هدایت می شوند.

وقتی کمبود زمین در حال تبدیل شدن به یک نگرانی اساسی است و ساختمان در زیر آب هنوز فقط یک رویای لوله است ، احیای زمین شاید تنها راه حل موجود در آینده قابل پیش بینی باشد.