Abstrakt

Stabilitätsanalyse von Felspfählen auf geneigten Böschungen: Fallstudie zu Förderbandfundamenten von Dangote Cement, Äthiopien

Oliyad Megersa Dadi, Endalu Tadele Chala

In dieser Studie wurde die Stabilitätsanalyse eines in Fels eingebetteten Pfahls auf einem geneigten Hang bei Dangote Cement (Äthiopien) rund um die Förderbandfundamente C1-12A, C1-13A und C1-14A durchgeführt. Die Förderbandfundamente wurden auf einem natürlichen geneigten Hang errichtet, der durch zerklüftete Topographie verläuft und häufig mit Problemen hinsichtlich der Hangstabilität konfrontiert ist.

Die Studie identifizierte und analysierte die Stabilität des Hangs, indem sie die geologischen und geotechnischen Eigenschaften der Materialien ermittelte, aus denen der kritische Hangabschnitt besteht.

Es wurden detaillierte Feldarbeiten durchgeführt, um Proben für Labortests wie Feuchtigkeitsgehalt, Korngrößenanalyse, Atterberg-Grenze, Verdichtungstest und Direktscherversuch zu sammeln. Basierend auf den Feldmanifestationen und Sekundärdaten aus verschiedenen Quellen wurde der kritische Hangabschnitt für Stabilitätsanalysen identifiziert. Die Hangstabilitätsanalyse wurde mit der dreidimensionalen Finite-Elemente-Methode und der auf Rocscience basierenden RS3-Software durchgeführt.

Die Hangstabilitätsanalysen wurden hinsichtlich des Sicherheitsfaktors sowohl für trockene als auch für gesättigte Bedingungen ausgewertet.

Die Analyseergebnisse zeigten, dass der Sicherheitsfaktor für ein gesättigtes Förderband mit Steinpfahl 1,648 betrug und stabil war. Obwohl der Sicherheitsfaktor stabil war, wurde er von 3,698 für trockene Bedingungen auf 1,648 für gesättigte Bedingungen reduziert. Daher war die Stabilität von Steinpfahlen auf geneigten Böschungen stark vom Anstieg des Grundwasserspiegels in der Regenzeit abhängig.

Basierend auf den ermittelten Faktoren, die die Hangstabilität bestimmen, wurde das richtige Entwässerungssystem empfohlen, wie z. B. Oberflächenentwässerung (d. h. Furchen und Gräben), die das Eindringen von Regen und Hochwasser in den Hang verhindern können, und Untergrundentwässerung (d. h. horizontale und geneigte Abflussrohre), die den Anstieg des Grundwassers reduzieren. Die Stabilität des Pfahlfundaments in Bezug auf Tragfähigkeit, Setzung, seitlichen Widerstand und Auszugskapazität von gruppierten Pfählen wurde mithilfe der RSPile-Software und manueller Berechnungen analysiert. Die Analyseergebnisse zeigten, dass das Pfahlfundament gegen Tragfähigkeits- und Auftriebsversagen sicher war.

Die maximale Verschiebung der gruppierten Pfähle war geringer als die maximal zulässige Verschiebung und die maximale seitliche Auslenkung war geringer als die für die gruppierten Pfähle zulässige seitliche Auslenkung.