1/09 Bygg & teknik

TEMA: Sveriges Äldsta Byggtidning

Geoteknik och grundläggning

Grundläggning med eurokoderna 1909 – 2009

100 år

Nr 1 • 2009 Januari 101:a årgången

Vi erbjuder för grundläggning och infrastruktur Stålpålar Stödväggar Broar Bullerskydd Skyddsräcken

Ruukki klarar också hela projektet för grund, stomme, vägg och tak

TEL +46 243 887 44 - infrasweden@ruukki.com www.ruukki.com

Brant tak

Plattak

Utvändig isolering

Invändig isolering

Neopor®: Innovation på isoleringsmarknaden Cellplast i Neopor® isolerar upp till 20% bättre än konventionella EPS-cellmaterial i samma tjocklek.

Detta skonar miljön och sparar på resurserna samtidigt som värmekostnaderna sänks. För användning i alla slags hus inklusive passivhus. Neopor® – den innovativa isoleringsprodukten för ekoeffektivt byggande.

www.neopor.se

Översta bjälklaget

Skalelement

Illustratรถr: Johan Toorell

Sika Sverige AB, Tel: 08-621 89 00, info@se.sika.com, www.sika.se

I detta nummer

• • • • • • • • • • • • • Byggnytt

Produktnytt

8

10

Pålgrundläggning i Sverige med Eurokod 7 Gary Axelsson

12

Byggfrågan

14

Bygg & teknik 100 år

14

Exempel på beräkningar av horisontella jordrörelser och pålars reducerade lastkapacitet 17 Sölve Hov och Rolf Rosén Norden inför Eurokod 7 Gunilla Franzén et al

22

Odränerad skjuvhållfasthet i lerslänter Hjördis Löfroth

32

Eurokod 7 – ur ett fågelperspektiv Gunilla Franzén

44

Schaktbarhet i moräner och fasta friktionsjordar Mattias Lindgren och Staffan Hintze

25

Masstabilisering under befintlig järnväg 37 Gunnar Nilsson och Mikael Johansson

Geokonstruktioner av stabiliserade/ solidifierade förorenade muddermassor Göran Holm et al

Återanvändning – en väg framåt!

Gunilla Jansson och Gunilla Franzén

46

52

Utvärdering av risk för jordförvätskning på grund av sprängningsinducerade markvibrationer 54 Mehdi Bahrekazemi och Lars Bergkvist

High Speed Piles för grundläggning av fiberarmerade betonggolv 60 Håkan Bredenberg och Peter Oscarsson Planering och övervakning av sprängningsarbeten i bebyggda områden 64 Carl Wersäll et al Nya möjligheter för laboratorieförsök på grovkornigt jordmaterial 74 Sven Knutsson et al Krysset

Pinga – en flodfärd sommaren 2007, fortsättning Carl Michael Johannesson

78

79

OMSLAGSFOTO: STIG DAHLIN PÅLNING FÖR BOSTADSBYGGANDE I JÄRVASTADEN, SUNDBYBERG.

Chefredaktör och ansvarig utgivare: STIG DAHLIN Annonschef: ROLAND DAHLIN Prenumerationer: MARCUS DAHLIN Copyright©: Förlags AB Bygg & teknik Redaktion och annonsavdelning: Box 190 99, 104 32 Stockholm Besöksadress: Sveavägen 116, Stockholm Telefon: 08-612 17 50, Telefax: 08-612 54 81 Hemsida: www.byggteknikforlaget.se E-post: förnamn@byggteknikforlaget.se

Tryckeri: Grafiska Punkten AB, Växjö

ISSN 0281-658X Bygg & teknik 1/09

Bilaga medföljer

”

ledare

De första 100 åren

Bygg & teknik, Sveriges äldsta byggtidning, inleder i och med detta nummer sitt hundraårsjubileum. Under 2009 utges nämligen den 101:a årgången sedan starten i början av förra seklet. Den gången hette tidningen Tidning för Byggnadskonst och utkom de första åren med åtta sidor två gånger i månaden. Den allra första tidningen lämnade Holmquists Boktryckeri i Stockholm den 2 mars 1909. Det ursprungliga namnet skulle tidningen komma att behålla i hela 75 år fram till 1966, då det kortades till Byggnadskonst. 1984 var det dags igen, då beslutades att tidningen skulle heta Bygg & teknik.

Namnbytet var en anpassning till den moderna industri som vi då som nu gör vårt yttersta för att spegla ur skilda vinklar. Vi firar således i år även tjugofemårsjubileum med namnet Bygg & teknik.

2009 år är således ett mycket speciellt år för oss på Bygg & teknik. Vi i redaktionen lovar att göra vårt bästa för att årets åtta utgåvor ska bli minst lika intressanta och innehållsrika som tidigare år. Vi tycker att det nummer du just nu har framför dig är ett bra exempel på just detta. I de resterande sju

”Varmt välkommen till Bygg & teknik jubileumsåret 2009!” temanumren under året kommer vi att ta upp och grundligt belysa ett aktuellt ämnesområde. I nästa nummer – nummer 2/09, jubileumsnumret – kan vi utlova extra spännande läsStig Dahlin chefredaktör ning, så missa inte detta nummer. Utgivning vecka 9 om drygt en månad.

Det absolut bästa sättet att inte missa något av Bygg & tekniks innehållsrika temanummer under jubileumsåret 2009 är naturligtvis att skaffa en helårsprenumeration på tidningen. Detta sker kanske enklast genom att sätta in den blygsamma prenumerationsavgiften på vårt bankgirokonto eller ringa till vår prenumerationsavdelning så skickar vi en faktura. Det går naturligtvis också bra att besöka vår hemsida och under fliken beställningar beställa din prenumeration. Adresser och nummer hittar du i redaktionsrutan nedan.

Varmt välkommen till Bygg & teknik jubileumsåret 2009!

––––––––––––––––––––––––––– Nr 1 v 4 Nr 5 v 33 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 2 v 9 Nr 6 v 38 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 3 v 15 Nr 7 v 43 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 4 v 21 Nr 8 v 48 –––––––––––––––––––––––––––

Eftertryck och kopiering av text och bild ej tillåtet utan redaktionens medgivande.

Nummer 1 • 2 009 Januari Å rg å ng 1 0 1 TS-kontrollerad fackpressupplaga 2007: 6 700 ex Medlem av

Helårsprenumeration, 2009: 368 kr + moms Bankgiro 734-5531 Lösnummerpris 55 kronor

5

Välkommen till

CBIs informationsdag 12 mars 2009 Näringslivets Hus, Stockholm

Tema: Betong och bergmaterial för uthållig utveckling Förmiddag – två seminarier

Alternativa bindemedel

Krossballastbetong

Korta inlägg och utrymme för diskussion. Är Du intresserad av att presentera ett inlägg under något av seminarierna kontakta CBI före 13 februari.

Eftermiddag

Betong och bergmaterial för uthållig utveckling Några ämnen som berörs: – Hur tar vi hand om Slussen?

– Uthålligt betongbyggande med SKB. – Impregnering av natursten respektive betong.

Norconsult AB är en medarbetarägd samhällsbyggare med helhetssyn och omsorg om framtiden. Hos oss går erfarenhet och kompetens hand i hand med kreativitet och entusiasm. Norconsult AB med kontor i Göteborg, Stockholm och Växjö ingår i Norconsultkoncernen. Tillsammans är vi 1500 medarbetare, varav 200 i Sverige.

Kvällsprogram På CBI med utställning, demonstrationer, buffé och mingel.

Mer information på www.cbi.se CBI Betonginstitutet 08-696 11 00 cbi@cbi.se

Norconsult AB, Box 8774, 402 76 Göteborg, Tel: 031-50 70 00, www.norconsult.se

Arbets- och miljömedicinska kliniken i Örebro inbjuder till

Inomhusklimat Örebro 2009 Konferens den 24-25 mars Utförlig information och anmälan : www.orebroll.se/amm

6

Bygg & teknik 1/09

GRUNDLÄGGNINGSDAGEN - för 30:e gången - torsdag 5 mars 2009

med intressanta talare från när och fjärran: Göran Sällfors, Chalmers - Mats Olsson, SGI - Ted Way, Colorado, USA Peter Remenyi, Arcelor Mittal - Kjell Karlsrud, Norges Geotekniske Institutt Johan Olovsson, Golder Associates - Stefan Aronsson, SWECO Viveca Andersson, Golder Associates - Risto Takkinen, Lemminkäinen Peter Borchardt, Info-System - Anders Bergström, NCC Teknik Roger Frank, ISMGE - Douglas Maffei, Skanska, USA samt utdelning av SGF’s pris för bästa examensarbete 2008 och Guldpålen 2008

www. grundlaggningsdagen.nu

Skandinaviskt toppmöte på internationell nivå! www.scandbuild.com ScandBuild – the Scandinavian Building & Construction Exhibition, 31 March–2 April 2009 Bella Center Bygg & teknik 1/09

7

Etappvis dubbelspårsutbyggnad på Ostkustbanan

En nyligen presenterad idéstudie visar att en etappvis utbyggnad till dubbelspår i kombination med nya mötesstationer är nödvändig på sträckan Gävle – Sundsvall. Det ökade behovet av järnvägstransporter pekar på en fördubbling av trafiken i framtiden.

Järnvägen mellan Gävle och Sundsvall är idag hårt belastad och det finns ett mycket begränsat utrymme för fler transporter. Sedan år 2000 har tågtrafiken ökat med 80 procent på den enkelspåriga sträckan Gävle – Sundsvall.

Såväl person- som godstrafiken fortsätter att öka och efterfrågan visar att 90 till 100 tåg förväntas trafikera sträckan varje dygn år 2020 jämfört med dagens 50 till 60 tåg.

Banverkets idéstudie visar att det på lång sikt krävs dubbelspår på hela sträckan för att behoven ska kunna tillgodoses. För att nå detta slutmål föreslås en etappvis dubbelspårsutbyggnad i kombination med nya mötesstationer. Som övergripande utbyggnadsstrategi föreslås i idéstudien att en dubbelspårutbyggnad startar i sträckans ändstationer Gävle och Sundsvall. Prioriteringen av utbyggnadsetapper är gjord med hänsyn till bästa effektivitet, kapacitet samt restidsvinst.

Banverket går nu vidare i planeringsarbetet och startar våren 2009 en förstudie för etappvis dubbelspårsutbyggnad mellan Gävle och Sundsvall. Förstudien är det första formella steget i planeringsprocessen.

Minskad belastning vid arbete med betong

AFA Försäkring anslår 954 000 kronor till Romuald Rwamamara, Luleå tekniska universitet, för att studera hur man kan minska belastningsergonomiska risker vid arbete med gjutning av betong och armering.

Allvarliga arbetsolycksfall är vanliga inom bygg- och anläggningsarbete, där skador på skelett och rörelseorgan dominerar sjukfrånvaron.

Romuald Rwamamaras studie ska mäta och uppskatta belastningsergonomiska risker vid olika former av betonggjutning och armering/formsättning. Projektet ska ta fram praktiska metoder för att utvärdera och jämföra olika produktionsmetoder utifrån ett arbetsmiljöperspektiv. Två olika produktionsmetoder ska jämföras utifrån ergonomi; arbetsmoment, belastningsskador och ekonomi. Studien ska resultera i konkreta förslag beträffande val av arbetsmetod och hjälpmedel innan man startar produktionen.

Studien kommer att fokusera på produktion av platsgjutna konstruktioner där traditionella metoder och teknik ska jämföras med nya mer industriellt anpassade metoder och betongkvaliteter (som förtillverkning av armering, kvar-

8

sittande former och självkompakterande betongsorter) med vilka man kan reducera riskerna för belastningsskador.

Bygger hyresrätter i lågenergihus

I början av december togs det första spadtaget för ett nytt område med lågenergihus i Kvibille, norr om Halmstad i Halland. Regler avseende energieffektivisering inom byggsektorn kommer sannolikt att skärpas framöver. Därför väljer Deromegruppen i Veddige nu att öka energifokus genom att bygga hyresrätter med passivhusteknik, men för att liknande projekt ska kunna bli aktuella krävs stöd till hyresrätten som byggform.

Det är första gången som Derome bygger hyresrätter i lågenergihus, men Peter Mossbrant, v d för företagets husproducerande enheter, är övertygad om att det kommer bli fler.

– Vi har flera projekt på gång där vi kommer att bygga lågenergihusområden med bostads- och äganderätter. Lyckas regeringen med att få till ett åtgärdsprogram som gör det lönsamt att bygga hyresrätter igen så finns det inget som talar emot att vi kommer att bygga dem med passivhusteknik, säger Peter Mossbrant.

Att bygga hyresrätter i lågenergihus behöver enligt uppgift inte bli mycket dyrare än att bygga traditionellt.

– Våra kalkyler visar visserligen att det är några procent dyrare att bygga lågenergihus, men å andra sidan minskar driftskostnaden väsentligt. En långsiktig driftskalkyl visar att det är mer lönsamt att satsa på lågenergihus, säger Peter Mossbrant.

Det finns en efterfrågan på hyresrätter i Halmstad kommun. Att använda sig av en byggteknik som säkerställer låga underhållsoch energikostnader är ett sätt att kunna bygga hyresrätter där hyran är i nivå med vad marknaden kan betala.

Totalt ska enligt uppgift tjugofem lägenheter byggas i Kvibille och de första åtta kommer att stå färdiga för inflyttning sommaren 2009. Husen är utformade som radhuslängor i ett plan med trästomme och träfasader. Samtliga bostadshus byggs med så kallad passivhusteknik och har 36 cm isolering i väggar (U-värde 0,115) och 50 cm på vinden. Grunden är utformad med 300 mm cellplast under plattan.

Fönstren har ett U-värde på 0,9. Värmesystemet består endast av ett återvinnande ventilationsaggregat. I detta finns ett litet värmebatteri för att säkerställa tilluftstemperaturen och för att ge ett litet tillskott kalla dagar. Varmvatten produceras via solfångare som enligt uppgift klarar cirka 50 procent av årsenergibehovet för varmvatten, en elpatron täcker vid behov. Hyrorna för bostäderna i Kvibille uppges komma att ligga i nivå med annat nybyggande.

Energiberäkningar visar att energianvändningen för bostäderna i Kvibille kommer att ligga på cirka 40 kWh/m2 och år, inkluderat värme, varmvatten och fastighetsel. Omräknat på en lägenhet på 65 kvadratmeter motsvarar det cirka 2 600 kWh/år eller drygt 200 kronor per månad för värme och varmvatten.

Exporterar avfallsoch miljökompetens

Svenskt miljökunnande är inte bara eftertraktat på hemmaplan. Under det kommande året ska Sweco genomföra ett omfattande utvecklingsprogram för det irakiska miljöministeriet.

Landet ska få hjälp att komma tillrätta med de akuta miljöproblem som skapats i landet under de senaste decennierna.

– Sverige har lång erfarenhet av att arbeta med miljöfrågor, något som är eftertraktat runt om i världen. Det visar inte minst denna upphandling som skett i mycket hård internationell konkurrens, säger Mikael Kullman, miljökonsult på Sweco med ansvar för utlandsaffärer.

Tjugofem hyresrätter i lågenergihus ska byggas i Kvibille, norr om Halmstad i Halland.

Bygg & teknik 1/09

byggnytt Utvecklingsprogrammet är delat i två separata uppdrag, där en del avser allmänna miljöfrågor (luft, vatten, mark, buller), och en del avser avfallsfrågor.

Sammantaget omfattar programmet tre huvuduppgifter. Det svenska konsultföretaget ska dels ta fram en miljöplan för att kunna åtgärda akuta problem med föroreningar i landet, dels se över och komma med förslag till revideringar av Iraks miljölagstiftning. Företaget ska även ta fram en plan för Bagdads avfallshantering, med speciell inriktning på sjukhusavfall.

Sweco kommer enligt uppgift att arbeta nära miljöministeriet och dess personal. I uppdraget ingår också utbildningsinsatser för ministeriets personal och andra intressenter. De båda uppdragen uppges tillsammans vara värda elva miljoner kronor och finansieras av Världsbanken.

– Irak är en intressant framtida marknad för oss, och att få förmånen att arbeta med det irakiska miljöministeriet är en viktig referens i våra fortsatta ansträngningar på denna nya marknad, säger Mikael Kullman avslutningsvis.

Emma först

FOTO: ERIK RÄLG

Emma Johansson från Västervik är den första kvinnan i Sverige att få gesäll- och mästarbrev i byggnadsplåtslageri.

Emma Johansson från Västervik blev lördagen den 6 december 2008 den första kvinnan i Sverige att få gesäll- och mästarbrev i byggnadsplåtslageri.

– Det är mycket glädjande att en kvinna har valt att arbeta med avancerat plåtslageri, säger Gitte Leger, vd i Plåtslageriernas Riksförbund.

Jag hoppas att fler kvinnor följer efter Emma och väljer att satsa på en karriär i branscherna, som förutom byggnadsplåtslageri också omfattar ventilation och stålbyggnadsteknik.

Emma Johansson har fått sin grundutbildning på Anders Ljungstedts Gymnasium i Linköping och sin färdigutbildning hos Falla Plåtslageri i Västervik. Hon klarade av sin yrkesexamen redan i september 2001.

Nu får Emma Johansson redan vid 27 års ålder gesäll- och mästarbrev i byggnadsplåtslageri, vilket är ett kvitto på att hon är en dukBygg & teknik 1/09

tig hantverkare i ett avancerat hantverksyrke och som dessutom har kunskapen att driva ett företag.

Strategiskt samarbete

NCC har tecknat ett strategiskt avtal med Tengbom arkitektkontor för att effektivisera sina egna bostadsprojekt. Det är första gången företaget ingår ett långsiktigt samarbete med en arkitektbyrå. En gemensam produktutveckling och fördjupad kunskap om varandras processer och metoder förväntas bidra till kostnadseffektivare bostäder.

NCC ska utveckla planeringen och byggprocessen för sina egna bostadsprojekt. Det är ett led i målet att årligen sänka företagets kostnader med fem procent fram till 2012. Därför tecknar företaget nu ett strategiskt samarbetsavtal med en arkitektbyrå, något man hittills bara gjort med leverantörer. NCC har tidigare arbetat med Tengbom i enskilda bostadsprojekt.

– Tengbom har goda kunskaper om 3Dprojektering, vår plattform för bostäder och vår byggprocess. Samordnad planering och produktion ska leda till att NCC kan erbjuda funktionella och vackra bostäder som är mer kostnadseffektiva, säger Kerstin Gillsbro, chef för NCC Boende.

Tengbom med sina 180 anställda är den första av ett begränsat antal arkitektpartners som NCC avser teckna strategiskt avtal med.

Tydlig kommunikation och uttalade ansvarsoch beslutsområden ska enligt uppgift effektivisera projekteringen.

– NCC är först i byggbranschen med denna typ av samarbete, därför är det annorlunda och spännande. Kontinuiteten skapar många möjligheter. I en lågkonjunktur är det ännu viktigare att jobba metodiskt och långsiktigt för att kunna bygga billiga bostäder, säger Magnus Meyer, v d på Tengbom.

Sedan tidigare arbetar NCC med att förbättra byggprocessen genom industriella metoder.

Och Tengbom ska även vidareutveckla NCC:s plattformar för bostäder, vilka gör det möjligt att återvända projekterings- och byggmetoder i olika projekt.

– Att vidareutveckla våra tekniska plattformar är en förutsättning för att kunna möta lågkonjunkturen på ett konstruktivt sätt, säger Jan Byfors, ansvarig för NCC:s tekniska utveckling.

Nya servicebostäder och gruppboende

För att öka Sollentuna kommuns erbjudande av boende för invånare med särskilda behov bygger Skanska två flerbostadshus – servicebostäder i Norrviken och gruppboende i Törnskogen. Kontrakten uppges tillsammans vara värda 32 miljoner kronor och beställare är Sollentuna kommun.

Servicehuset i Norrviken ger plats för åtta personer och kommer att rymma 735 kvadrat-

meter fördelat på två våningar. Gruppboendet i Törnskogen blir ett enplanshus för sex personer med en yta på 600 kvadratmeter.

Projektet startade i december och inflyttning beräknas ske efter färdigställandet i oktober respektive november 2009.

Roger Larsson – ny avdelningschef

Roger Larsson – nytillträdd avdelningschef på Link arkitektur i Stockholm.

Link arkitektur, ett av Nordens största arkitektkontor, har utnämnt Roger Larsson till ny avdelningschef i Stockholm. Roger Larsson har arbetat som uppdragsansvarig arkitekt sedan 2006 då Link arkitektur gick under namnet WSP Arkitektur. Larsson är bland annat ansvarig för formgivningen av Skandionkliniken i Uppsala.

Under våren 2008 gick WSP Arkitektur samman med ett av de största arkitektkontoren i Norden, Link signatur. Arbetet med att ge form åt den nya verksamheten har enligt uppgift kommit långt, och på agendan för Stockholmskontorets nye avdelningschef Roger Larsson finns bland annat frågor om miljö och hållbarhet inom arkitekturen samt en fortsatt profilering av företaget i Stockholm.

– Det är en stor fördel att tillhöra ett av Nordens största arkitektföretag, med ett brett nordiskt nätverk. Mycket av mitt fokus kommer därför att ligga på de möjligheter som kan skapas i det nya företagets nätverk. Jag vill också ta vara på styrkan i ett fortsatt samarbete med WSP. För oss ger detta samarbete en helhetssyn och för kunden innebär det att både formgivning och övriga konsulttjänster kan rymmas inom samma uppdrag, säger Roger Larsson.

Innan Roger Larsson började på dåvarande WSP Arkitektur 2006 var han bland annat verksam som arkitekt på Bjurström & Brodin Arkitekter i sexton år. Roger Larsson är utbildad arkitekt på KTH i Stockholm.

9

Teleskopisk glasfiberstege

Den patenterade funktionen Autosteps, som gör att företagets multifunktionsstegar skjuts ihop automatiskt, finns även på denna stege.

Det gör att stegen är mycket smidig då den enkelt skjuts ihop.

Högeffektiva skruvkompressorer

Telesteps AB i Tranås är enligt uppgift först i världen med att lansera en teleskopisk glasfiberstege. Glasfiberstegen har isolerande stegsidor och passar därför till exempel elektriker eller andra som arbetar i närheten av elledningar. De isolerande egenskaperna gör den även till ett bra hjälpmedel i kalla respektive varma miljöer, då stegen är mer behaglig att använda jämfört med traditionella aluminiumstegar. Den nya glasfiberstegen, som väger 9,3 kilo, uppges vara spänningstestad enligt den europeiska standarden EN 61478 och klarar spänning på upp till 30 kilowatt.

Glasfiberstegen, som hopfälld endast är 88 cm och utdragen 2,0 meter finns i ett utförande med fem plus två steg, består av ett mycket starkt kompositmaterial som enligt uppgift är speciellt utvecklat med hjälp av teknik från flygindustrin.

Stegen, som har extra breda (90 cm) fotsteg, är enligt uppgift dessutom motståndskraftig mot ett stort antal kemikalier inklusive de flesta syror.

Den nya glasfiberstegen kan användas antingen som en fristående stege, med handtag alternativt extra stöd för benen, eller som en anliggande stege. Stegen fungerar alltså som två stegar i en. Den teleskopiska funktionen medför att den upptar minimal plats i hopskjutet läge vilket uppges göra stegen till optimalt hjälpmedel för yrkesgrupper såsom exempelvis servicetekniker, montörer och hantverkare som ofta jobbar varierat samtidigt som de har begränsat med förvarings- och transportutrymme.

10

Atlas Copco Compressor i Nacka introducerar en ny generation skruvkompressorer för att möta borrentreprenörernas krav på ökad lönsamhet genom att kunna borra djupare och bredare borrhål med maximal borrsjunkning.

DrillAir-serien uppges möta dessa behov och består av fyra modeller med kapaciteter från 36,4 till 37,8 m3/min vid ett arbetstryck på 25 bar och 34 till 35,5 m3/min vid 30 bars tryck.

Maskinerna är enligt uppgift konstruerade för högsta kapacitet och arbetstryck samtidigt som de är de mest energieffektiva och bränslesnåla kompressorerna i hela den portabla kompressorbranschen. Med ett enkelt handgrepp kan maskinerna ställas om från 25 till 30 bar och vice versa för att anpassa till behovet.

Det nya skruvelementet uppges reducera energikonsumtionen med fyra procent. Minskad risk för läckage och reducerad axiell belastning av skruven med femton procent utgör enligt uppgift andra fördelar. Med den nya växellådan och bättre smörjning får man mindre slitage på lager och längre livslängd på kompressorn. Kompressorerna levereras slädmonterade, supportmonterade med lyftkrok eller som tandem- eller vagnversioner.

Kompressorerna är utrustade med Caterpillar C18-dieselmotorer på 575 hk, som uppges uppfylla alla säkerhets- och miljökraven enligt Tier III. Bränsletanken rymmer 975 liter, men kan fås med en större tank på 1 550 liter. En elektrisk bränslepump ökar fyllningstakten och minskar stilleståndstiderna.

Kunderna kan enligt uppgift välja mellan ett stort urval av lösningar med extra tillval som; Oiltronix V2 för kontroll av oljetemperaturen, så att den hålls på rätt nivå, strax ovanför daggpunkten för att undvika kondensation av vatten i oljan. En glidventil finns vid luftuttaget för ökad säkerhet vid det höga trycket.

FuelXpert reglerar varvtal och luftinsläpp för att optimera bränsleförbrukningen i förhållande till luftbehovet. Med företagets globala övervakningssystem kan kunden i realtid via mobiltelefon som SMS, internet eller e-post

följa kompressorns status, driftdata, service, geografiska läge med mera.

– Med DrillAir skruvkompressorer kan vi erbjuda kunderna en enorm tryckluftkapacitet med högt tryck för bredare och djupare borrhål samt snabbare borrsjunkning och ökad lönsamhet, säger Mattias Söderqvist, marknadschef Portable Air Division, Atlas Copco Compressor AB.

Solenergisystem

Nu lanseras solenergisystemet SolTech System i Sverige. Ett modernt solenergisystem som, i motsats till befintliga solenergilösningar på marknaden, integreras helt i byggnadens tak eller fasad. Bakom satsningen står företaget SolTech Energy i Tullinge, strax söder om Stockholm.

Systemet är luftbaserat och tekniken uppges bygga på flerårig forskning vid Kungliga tekniska högskolan. Istället för traditionella takpannor i betong eller tegel läggs takpannor av glas. Solen kan då skina in på den speciella duk som ligger under och absorberar solstrålarna.

Under absorbatorduken byggs ett antal balkar som bildar en luftspalt där luften värms upp och cirkuleras med hjälp av en patenterad teknik.

Energin som bildas leds därefter in i huset och integreras med husets befintliga uppvärmningssystem såsom exempelvis en bergvärmepump, en luftvärmepump eller en panna (olja, pellets, el etcetera).

– Vi har testat systemet på ett antal fastigheter under ett par års tid och resultaten är till och med över våra förväntningar. Systemet har visat sig generera omkring 350 kWh per kvadratmeter och år, vilket för ett tak på 60 kvadratmeter blir cirka 21 000 kWh per år, säger Mats Vilander, v d för SolTech Energy.

Solenergisystemet uppges vara anpassat för att kunna monteras på både befintliga och nybyggda hus. I jämförelse med andra system på marknaden har systemet enligt uppgift en lång livslängd, upp till 40 år.

– Intresset är stort för SolTech System från både kommersiella fastighetsägare och privatpersoner. Vi har redan påbörjat ett antal installationer runt om i Sverige. Jag upplever att fler och fler vill ha en miljöanpassad energilösning som inte spär på växthuseffekten samtidigt som de vill minska sitt beroende av att köpa el.

Många är trötta på att oroa sig för ökande energipriser, säger Mats Vilander.

Bygg & teknik 1/09

produktnytt

Brandisolerar stålkonstruktioner

Paroc i Skövde, en av Europas ledande tillverkare av stenull, lanserar nu en ny produkt för brandisolering av stålkonstruktioner. FireSafe är enligt uppgift det första isoleringssystemet som är ETA-godkänt (European Technical Approval), det är också tunnare och därmed enklare att montera än tidigare modeller. Godkännandet betyder att produkten får säljas i hela Europa och håller för de krav som EU har tagit fram för brandisolering av stålkonstruktioner.

Stenull, som produkten är tillverkat av, är brandskyddande vilket har dokumenterats många gånger tidigare. Nu är produkten som isoleringssystem även godkänd enligt ETA08/0093, certifieringen är gjord av det opartiska expertorganet VTT, som ligger i Esbo i Finland.

– Genom en högre densitet har vi kunnat göra produkten tunnare men med bibehållna brandskyddande egenskaper. Detta gör också att man får samma goda brandskydd med en mindre utrymmeskrävande lösning, säger Conny Löfving, produktchef Paroc Byggisolering.

De brandskyddande egenskaperna som stenull har uppges göra produkten till ett konkurrensstarkt material. Avsikten med brandskydd av stål är att öka isoleringen och värmeskyddet av konstruktionen genom att avskärma och minimera påverkan av höga temperaturer och direkt brand. Genom att använda obrännbar stenull som avskärmning uppges uppvärmningen av konstruktionen minska och den begränsade hållfastheten kan vidmakthållas under avsedd tid. Enligt uppgift kan produkten sättas upp direkt på stålkonstruktionen och få ett brandskydd som håller för EU:s regler.

Effektiv isolering

Thermofloc Scandinavia AB i Kristianstad marknadsför och säljer miljövänliga isoleringsprodukter i Sverige, som bland annat nu används i företagets passivhus. Thermoflocsystemet bygger på två delar: Cellulosaisolering, som har hög densitet vilket enligt uppgift gör att energin kan lagras i stommen, har hög täthet, vilket motverkar konvektion av luften, består av fibrer som kan absorbera och avge upp till 30 procent fukt och som gör att det inte finns någon kondenspunkt i väggen.

Bygg & teknik 1/09

I systemet ingår dessutom en så kallad intelligent duk, kallad Pro Clima Intello Plus, som är diffussionsöppen och uppges anpassa sig efter den rådande relativa fuktigheten.

I jämförelse med andra passivhus, som finns på den svenska marknaden, har företagets hus enligt uppgift ett system med upp till 30 procent effektivare isolering, som kan lagra energi i stommen. Systemet uppges medföra ett behagligt inomhusklimat, eftersom husen är diffussionsöppna.

Det finns enligt uppgift inte heller någon möjlighet att husen kan mögla, eftersom ingen fukt stängs in i konstruktionen. Cellulosaisoleringen är dessutom blandad med tio procent borsalt, vilket i sig är ett bakterie- och svampdödande medel.

En ytterligare fördel med cellulosaisolering är enligt uppgift den miljömässiga fördelen, avseende både natur- och arbetsmiljö. Materialet, som består av återvunnet papper, uppges behöva mycket lite energi för att produceras och det är återvinningsbart.

För hantverkarna som monterar materialet innebär det att de inte utsätts för inandning av glas- eller mineralfibrer. Metoden med insprutning innebär även skonsamma arbetsmoment, inga obekväma arbetsställningar, tunga lyft eller liknande. Företagets cellulosaisolering uppges vara det första isoleringsmaterialet av lösullstyp som blivit CE-godkänt.

För tuffa arbetsförhållanden

Arbesko i Örebro som tillverkar skydds- och yrkesskor i Sverige presenterar nu ett flertal nya skyddsmodeller. De nya modellerna är utrustade med allt som krävs för riktigt tuffa arbetsförhållanden, bland annat slitsulor av värmebeständigt nitrilgummi.

Asymetrix Nitril är företagets tåligaste funktionssula, som uppges ge mycket bra fäste på alla typer av hala underlag och tåla upp till 300 °C. Sulan finns på samtliga av företagets nya skyddsmodeller.

Bland nyheterna återfinns allt från smidiga skyddsskor till kraftigare kängor, alla enligt uppgift med slitstarka och värmetåliga egenskaper. Ett exempel är modell 732, som är just en sådan skyddssko utrustad med aluminiumtåhätta och mjukt spiktrampskydd.

Skon, som finns i storlekarna 35 till 48, är sydd med en värmetålig kevlartråd och har ett

slitskydd på tån. Ovandelen är tillverkad i impregnerat värmetåligt skinn och fodret är i fullnarvigt svinskinn med snabbtorkande Cambrelle, som uppges hålla fötterna torra och behagliga. I fotbädden vilar en bindsula med stålskena och i klack och tramp är skon försedd med Energy Gel Duo.

Kraftfull cirkelsåg

Makitas nya cirkelsåg uppges vara ett verktyg som är avsedd för yrkesbruk, där krav på snabb och effektiv sågning är av yttersta vikt.

Cirkelsågen, som i Sverige marknadsförs av Essve AB i Sollentuna, har ett sågdjup på 75 mm i 90 grader och 57 mm i 45 grader.

Detta gör den enligt uppgift perfekt för konstruktionsbyggande och generella renoveringsbehov i grövre virke. Sågens höga varvtal uppges göra att arbetet går fort och ger ett perfekt resultat. Snabbhet och snygga snitt går numera att kombinera tack vare en ny konstruerad bottenplatta av aluminium. Cirkelsågen har en nyutvecklad 1 800 W industrimotor, vilket uppges göra den tystare och starkare än tidigare modeller med motsvarande klingdiameter.

Byggskiva för yttre stombeklädnad

Byggmaterialleverantören Sto i Linköping har en ny byggskiva i sitt sortiment som uppges ha mycket hög resistens mot påväxt samt vara formstabil vid omväxlande kyla och fukt.

Sto Eco Board är avsedd som yttre stombeklädnad (vindskyddsskiva), men passar även utmärkt i badrum/våtrum. Skivan består av magnesiumoxid och är armerad med väv i ytskiktet på båda sidor för högre hållfasthet.

Skivan är enligt uppgift enkel att bearbeta, den kan ritsas med kniv och brytas som gipsskivor eller sågas med fogsvans. Exponeringsmätning av glasartade fibrer vid arbete med skivan uppges visa att värdet ligger långt under gällande gränsvärde.

Byggskivan tillverkas av biprodukter och återvunnet material från industrin. Skivan i sig själv kan enligt uppgift återvinnas i sin helhet och användas igen.

11

Pålgrundläggning i Sverige med Eurokod 7 Strax efter årskiftet 2009 kommer Vägverket och Banverket handla upp broar enligt eurokoderna och från 2010 ersätts BKR för alla övriga konstruktioner. För vägar gäller redan eurokoderna sedan 1 juli 2008. Inom geoteknikområdet är det i första hand Eurodkod 7 med tillhörande nationell bilaga (SS-EN 1997-1, ”Dimensionering av geokonstruktioner, del 1: allmänna regler”) som kommer att styra dimensioneringen. I Sverige har IEG (Implementeringskommission för europastandarder inom geoteknik) tagit fram ett antal tillämpningsdokument inom olika geotekniska områden, bland andra ett för pålar.

I denna artikel belyses de huvudsakliga förändringar som sker inom pålgrundläggning vid införandet av Eurokod 7 och vilka praktiska konsekvenser detta kommer att få för dimensionering och utförande.

Enligt Eurokod 7 (EN 1997-1) ska en dimensionering i brottgränstillstånd ske genom användning av ett av tre dimensioneringssätt; DA1, DA2 eller DA3. Valet av DA påverkar hur lasteffekten beräknas samt om säkerheten ska läggas på materialparametrarna eller direkt på bärförmågan. För pålgrundläggning enligt Eurokod 7 inklusive den svenska nationella bilagan (SS-EN 1997-1) gäller följande: ● Vid geoteknisk dimensionering genom beräkning eller provbelastning, i gränstillståndet GEO, ska dimensioneringssätt 2 (DA2) användas. ● Vid dimensionering av en påles konstruktiva bärförmåga, i gränstillståndet STR, ska dimensioneringssätt 3 (DA3) användas.

För de övriga geotekniska områdena utförs dimensionering i DA3, vilket innebär att DA1 aldrig blir aktuell i Sverige.

Artikelförfattare är tekn dr Gary Axelsson, ELU Konsult AB. Projektledare inom IEG för projekt Pålgrundläggning.

12

Även i de övriga nordiska länderna utförs dimensionering av pålgrundläggning i DA2. I DA2 som avser geoteknisk bärförmåga ligger säkerheten huvudsakligen på bärförmågan och i DA3 som avser konstruktiv bärförmåga ligger säkerheten huvudsakligen på materialparametrarna.

En del av säkerheten kommer, enligt eurokoderna, även att ligga på lastsidan.

Säkerhetsklass på lastsidan

En viktig förändring i och med införandet av eurokoderna är att inverkan av säkerhetsklass appliceras på lastsidan. Detta innebär att storleken på lasteffekten kommer variera med säkerhetsklassen medan däremot bärförmågan blir oberoende av säkerhetsklass. Man kan grovt räkna med att den dimensionerande pållasten kommer att öka ungefär 20 procent i säkerhetsklass 2 jämfört med idag.

Dimensionering genom beräkning eller provning

Dimensionering av pålgrundläggning, i gränstillståndet GEO, kan enligt Eurokod 7 utföras enligt två principiella tillvägagångssätt: ● Modellpåleanalogi ● Kompletterande tillvägagångssätt För modellpåleanalogin används en korrelationsfaktor ξ för att bestämma det dimensionerande värdet på bärförmågan och beror på antalet provningar eller sonderingsprofiler. Dessutom ska en modellfaktor γRd användas för att erhålla tillräcklig totalsäkerhet.

Den dimensionerande geotekniska bärförmågan genom beräkning kan sammanfattas med följande uttryck där medelvärdet eller det minsta värdet blir styrande: Rt,d = min

(R

)

t,cal mean {––––––––– γRd • γt • ξ3

(Rt,cal)min ––––––––– γRd • γt • ξ4

}

Där Rt,cal är den beräknade bärförmågan baserat på antingen medelvärde eller minvärde från den geotekniska undersökningen. Korrrelationsfaktorn ξ bestäms enligt tabell A.10 i SS-EN 1997-1, se tabell 1.

Motsvarande dimensioneringsprincip an-

Pålslagning av standard betongpålar.

vänds även för provbelastning. Om pålfundamentet kan betraktas som ”styvt” och kan överföra last från att ”svaga” pålar till näraliggande ”starka” får ξ divideras med 1,1, det vill säga reduktion av totalsäkerheten. Partialkoefficienten γt har däremot ett fast värde som sätts till 1,2 för slagna (neddrivna) pålar och 1,3 för övriga påltyper. För pålar utsatta för dragbelastning ökas partialkoefficienten med 0,1.

Eurokod 7 anger att beräkningsmodellen ska vara tillförlitlig eller ge fel på säkra sidan. Vidare ska beräkningsmetoder som baseras på resultat från geotekniska undersökningar grundas på provbelastningar och dokumenterad erfarenhet från jord och berg med liknande geotekniska egenskaper och för liknande påltyp.

I de fall där modellpåleanalogin inte är lämplig, på grund av att beräkningsmodellen inte har någon direkt koppling till resultat från någon en geoteknisk undersökning, får ett kompletterande tillvägagångssätt tillämpas. Exempel på tillämpning är vid användning av datorbaserad slagningssimulering eller vi beräkning av dimensionerande bärförmåga i drag hos stålkärnepålar baserad på vikten hos en bergkon med antagen toppvinkel.

För kompletterande tillvägagångssätt används inga korrelationskoefficienter varför en kompletterande (extra) modellfak-

Tabell 1: Korrelationskoefficienter enligt Eurokod 7.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Tabell A.10 Korrelationskoefficienter ξ för bestämning av karakteristiska värden från resultat av geotekniska undersökningar (n - antalet undersökningar) ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ξ för n = 1 2 3 4 5 7 ≥10 ξ3 1,4 1,35 1,33 1,31 1,29 1,27 1,25 ξ4 1,4 1,27 1,23 1,2 1,15 1,12 1,08

Bygg & teknik 1/09

Tabell 2: Modellfaktorer för friktionspålar enligt tillämpningsdokument Pålgrundläggning.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Modellosäkerhet Beräkningsmodell/provningsmetod γRd ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Geostatisk metod (baserad på friktionsvinkel) för pålar i friktionsjord 1,6 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Dimensionering av pålar baserat på sonderingsresultat med CPT 1,4 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Dimensionering av pålar baserat på övriga sonderingsmetoder, till exempel HfA, SPT och Tr, 1,5 med verifiering av jordart genom provtagning ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Statisk provbelastning 1,0 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 1,2 Dynamisk provbelastning utvärderad endast med CASE-metoden. CAPWAP-analys bör dock utföras för mantelburna pålar ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Dynamisk provbelastning med signalmatchning med CAPWAP-analys 0,85 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Dragbelastning utvärderad från CAPWAP. Dessutom bör en reduktionsfaktor för dragbelastning 1,3 på minst 0,7 användas

tor γRd,e måste användas för att få tillräcklig totalsäkerhet. Denna väljs till 1,4, vilket motsvarar korrelationsfaktorn för en undersökningsprofil.

I tillämpningsdokumentet Pålgrundläggning redovisas modellosäkerheter för olika beräkningsmodeller och olika provbelastningsmetoder. I tabell 2 redovisas modellfaktorer för friktionspålar. Användning av dessa modellfaktorer förutsätter att välbeprövade beräkningsmetoder respektive utvärderingsmetodik används. Dessa värden är rådgivande. Det finns därför utrymme för att under speciella förutsättningar kunna motivera ett val av andra modellfaktorer. Exempelvis kan dessa beräknas med statistiska metoder (β-metoden) genom korrelation mot provbelastningar.

Geokonstruktionens dimensionerande värde

Vid dimensionering enligt EN 1997-1 kan det karaktäristiska värdet vara olika beroende på vilket tillvägagångssätt som väljs (modellpåleanalogi eller kompletterande sätt) eller vilken typ av dimensionering som utförs. Att ge ett specifikt karaktäriskt värde för en jordparameter som ska gälla generellt som vi ser idag blir inte möjligt.

Detta leder till att geoteknikern/geokonstruktören som utför dimensioneringen också är ansvarig för de parametervärden som används i beräkningen. Konsekvensen vid till exempel totalentreprenader blir att ansvaret för val av parametervärden förskjuts från byggherrens konsult som tar fram härledda värden (redovisas i en markundersökningsrapport) till entreprenörens konsult som beräknar/utvärderar geokonstruktionens karaktäristiska värde och därefter dimensionerande värde (redovisas i ett projekterings-PM).

Hävdvunna åtgärder

I fall där beräkningsmodeller ej finns att tillgå eller där förenklade metoder är mer lämpade, tillåter Eurokod 7 att så kallade Bygg & teknik 1/09

hävdvunna åtgärder får användas. Sådana åtgärder inkluderar konventionella och konservativa dimensioneringsregler. I tilllämpningsdokumentet Pålgrundläggning föreslås följande som hävdvunna åtgärder: ● Standard betongpålar stoppslagna enligt dagens praxis till 10 mm/10slag enligt tabeller i Pålkommissionens rapport 94 (liknande tabell finns även i Bro 2004). Härvid föreslås att tabellvärden för säkerhetsklass 1 används och dessutom räknas upp med en faktor 1,1. ● Standard betongpålar som inmejslas i berg med 300 slag enligt dagens praxis.

Dessutom kan tio procent högre lasteffekt tillåtas jämfört med pålar stoppslagna i morän. ● Spetsbärande grävpålar på berg med maximalt tillåtet grundtryck på 5 MPa enligt klass C som finns beskrivet i Pålkommissionens rapport 58.

Dessutom kan den förenklade och konservativa metod för att beräkna tillåten pållast i drag enligt Bro 2004 betraktas som en hävdvunnen åtgärd (50 kN för en pållängd större än 12 m).

Observationsmetoden

När det gäller pålgrundlägning kan det ibland vara lämpligt att dimensionera enligt observationsmetoden (aktiv design).

Några exempel: ● Pålning i tätort med stränga krav på massrörelser eller där risk för skred föreligger; pålningen anpassas efter uppmätta markrörelser) och/eller uppmätta porövertryck. ● Pålning där jordpackning förekommer (gruppeffekt) eller där tidsberoende förändringar av bärförmågan sker; pållängder och stoppslagningsregler justeras successivt beroende på nya inkomna resultat från utförda provbelastningar.

I Eurokod 7 ställs dock ett antal krav för att dimensionering ska får utföras enligt observationsmetoden. För pålgrundläggning ska minst följande moment ingå för att kunna klassificeras som observationsmetoden:

● Att ett mätprogram/kontrollprogram upprättas där bland annat utförande, krav och förutsättningar för provpålningen och produktionskontrollen beskrivs. ● Att en löpande produktionskontroll under byggskedet utförs med en återkoppling och eventuell revidering med hänsyn till observationer och mätresultat.

Styrande dokument

Det viktigaste dokumentet som kommer att styra pålgrundläggningen i framtiden är som tidigare nämnts Eurokod 7, som i första hand behandlar geoteknisk bärförmåga. I början av 2009 ska den översatta svenska Eurokod 7 innehållande den svenska nationell bilagan vara ute. Vägverkets och Boverkets författningsamlingar, VVFS 2008 och BFS 2008, kommer vara anpassade till eurokoderna och kommer innehålla samma information som i den nationell bilagan. IEG:s Tilllämpningsdokument 8:2008, Pålgrundläggning kommer utgöra ett hjälpmedel vid dimensionering enligt Eurokod 7.

När det gäller den konstruktiva bärförmågan av pålen tillkommer även Eurokod

Sjunkningsmätning vid stoppslagning.

13

2 till 5 som behandlar dimensionering av konstruktioner av betong, stål, kompositmaterial och trä. I Eurokod 0 beskrivs grundläggande dimensioneringsregler, såsom hur lasteffekt ska beräknas och hur partialkoefficientmetoden är uppbyggd. I Eurokod 1 behandlas laster på bärande konstruktioner.

Som komplement till Eurokod 7 tillkommer dessutom ett antal tillverkningsoch utförandestandarder som avser pålar: ● Mikropålar, SS-EN 14199 ● Grävpålar, SS-EN 1536 ● Massundanträngande pålar, SS-EN 12699. ● Förtillverkade betongpålar, SS-EN 12794.

Ett stort antal övriga standarder är aktuella för pålar, till exempel när gäller säkerhetsföreskrifter för pålningsutrustning (SS-EN 996), betongens beständighet i mark (SS-EN 206-1) eller svetsning av pålskarvar (SS-EN 29692).

Slutord

De konsekvensanalyser som utförts i IEG:s regi visar att dimensionering enligt Eurokod 7 (inklusive nationella bilagan och tilllämpningsdokumentet Pålgrundläggning) kommer, under vissa förutsättnignar, innebära en något mer ekonomisk pålgrundläggning jämfört med i dag. För det flesta

fall blir dock skillnaden relativt marginell.

Man kan förväntas sig att fler undersökningspunkter kommer att utföras inom ett projekt eftersom det finns ett direkt incitament genom att en lägre totalsäkerhetsfaktor då erhålls. Den sammanlagda kostnaden för geotekniska undersökningar kan därför beräknas öka i framtiden eftersom det finns en tydligare koppling mellan antalet undersökningspunkter och kostnaden för grundläggningen. Fördelen med ett ökat geotekniskt underlag är att det ökar möjligheten att optimera grundläggningen och minskar risken för oplanerade konsekvenser i byggskedet och under konstruktionens livslängd. Sammantaget bör det innebära en samhällsekonomisk vinst.

Enligt Eurokod 7 ska utförandestandarderna tillämpas vid pålningsutförande och de är normativa. Det är idag svårt att överblicka vilka konsekvenser utförandestandarderna kommer att få. De är relativt detaljerade och beskriver allt från krav på den geotekniska undersökningen, toleranser, täckskikt, materialkrav etcetera, till övervakning och dokumentation. Dokumentation vid utförande och kontroll kan förväntas bli mer omfattande än idag, bland annat ska rapporter från utförandekontroller upprättas. Dessutom ska pålprotokoll betraktas som en relationshandling.

■

byggfrågan

Lektor Öman frågar…

Robert Öman, lektor i byggnadsteknik vid Institutionen för Samhällsteknik, Mälardalens högskola i Västerås, är här igen med en ny byggfråga. Den här Lektor Öman gången handlar frågan om Sveriges problem med radon.

Frågans poäng framgår som vanligt, eftersom det säger en hel del om hur utförligt svar som förväntas. Svaret hittar du på sidan 63.

Fråga (8 p) I Sverige har vi större problem med radon än i de allra flesta andra länder. Faktum är att vi i Sverige utsätts för mer än dubbelt så hög stråldos av joniserande strålning som genomsnittet i världen. Förklara varför!

bygg & t ek nik 10 0 å r

Ferdinad Broberg först ut

Med anledning av att detta är tidningen Bygg & tekniks jubileumsårgång kommer vi att under hela 2009, i alla åtta nummer under året, publicera några i vårt tycke intressanta och tidsypiska utdrag av artiklar och notiser ur den allra första årgången av Tidning för Byggnadskonst – som tidningen hette vid den tiden.

Den allra första artikeln i tidningen var ett porträtt av arkitekten på modet. Under rubriken ”Ferdinand Boberg. Hans insats som hufvudstadens arkitekt.” skrev dåvarande redaktören W Hagqvist bland annat följande:

”B

LAND våra dagars arkitekter intager Ferdinand Boberg en särställning. Ingen är så anlitad som han för olikartade uppdrag, ingen har visat en sådan mångsidighet, en sådan genialitet och lefvande lif i sin konst.

Som utställningsarkitekt står han snart sagdt oöfverträffad – vi erinra om den svenska afdelningens succés i Petersburg och den vackra sommardrömmen på Djurgården, årets Stockholmsutställning. Och öfverallt i Stockholm 14

har rest sig det ena ståtliga modärna palatset efter det andra, vittnande om Bobergs uppfinningsrika resursstarka skaparkraft, palats sådana som Rosenbad, Posthuset, fondbyggnaden till Vasagatan, de kungliga villorna på Djurgården, Gasverkshuset m fl. Äfven landsorten har att glädja sig af prof på Bobergs byggnadskonst, vi erinra om det monumentalt tänkta och originellt genomförda posthuset i Malmö, som är en verklig prydnad för denna stad.”

Föredrag av Ivar Kreüger

Lite längre in i tidningen – på sidan fyra av totalt åtta – finner vi under rubriken ”Inländska notiser.” ett litet referat som här återges i sin helhet:

”Betongen som byggnadsmaterial.

Vid Stockholms allmänna teknikerförbunds senaste sammanträde höll ingeniör Ivar Kreüger ett med skioptikonbilder belyst föredrag om den armerade betongens användning som byggnadsmaterial. Talaren påvisade de i många afseenden stora företräden

som detta material äger framför de hittills mest använda, dels på grund af dess stora hållbarhet, eldfasthet och bildbarhet, dels ock på grund af dess billiga pris, jämfördt t ex med nitade järnkonstruktioner. Framhållande den ofantligt stora användning betongen fått för olika slag af byggnader i nästan alla länder, beklagade talaren att den i vårt land hittills icke vunnit den användning och icke heller det beaktande från statsmyndigheternas sida som den förtjänar. Sålunda finns här ännu icke en enda järnvägsbro af detta material.

Då man besinnar att betongen består af cement, sand och makadam samt att till modeller användas plank och bräder, inses lätt att knappast något annat land är så rikt på råmaterial som vårt.

Om man därjämte tar i betraktande de stora kvantiteter järnbalkar och gröfre byggnadsjärn som hit importeras, förstår man också hvilken nationalekonomisk betydelse en allmännare användning af den armerade betongen skulle få.”

SD Bygg & teknik 1/09

Se projektet innan du utför det Ofta handlar vårt arbete om att hantera det oförutsedda och att snabbt hitta lösningar när förutsättningarna ändras, utan att kompromissa med kvalitet och säkerhet. Med vårt nya informationsmaterial kan vi hjälpa dig att se risker och möjligheter i ett tidigt skede.

Skanska Grundläggning är en trygg, kompetent och erfaren partner inom grundläggning och spännarmering.

Vår kunskap och erfarenhet om grundläggningsarbeten i olika markförhållanden och spännarmering är omfattande.

www.skanska.se Region Grundläggning 010-448 00 00

Vi är specialister på Geosynteter

Polyfelt TS är speciellt lämpad som separationslager vid grundstabilisering, och används i stor utsträckning vid såväl väg- och järnvägsbyggnad som i alla typer av dräneringssystem.

Vi importerar och levererar TenCate Polyfelts förstklassiga kvalitetsprodukter erbjuder dig optimala lösningar på tekniska problem.

För mer information och teknisk rådgivning Tommy Berggren, tfn. 08-625 63 25, fax 625 63 27, e-post: tommy.berggren@jehander.se eller kontakta Kundtjänst, tfn. 08-625 63 10

geotextil och geonät Kontaktuppgifter Sand och Grus AB Jehander Liljeholmsvägen 30, Box 47124 100 74 Stockholm www.jehander.se

Sand och Grus AB Jehander är en av Sveriges ledande leverantörer inom bergmaterialindustrin. Vi utvinner, producerar och säljer berg- och grusmaterial och jordprodukter för bygg- och anläggningsändamål.

16

Bygg & teknik 1/09

Ett exempel på beräkning av horisontella jordrörelser och pålars reducerade lastkapacitet Vid en större fastighet har problem uppstått med marksättningar och horisontella rörelser i marken medförande skador i form av en cirka 5 cm bred vertikal spricka mellan två sammanbyggda byggnader. Båda byggnaderna är pålade. Orsaken till skadorna är ojämna uppfyllnader kring den ena byggnaden vilket orsakat horisontella rörelser i den underliggande lösa leran, vilket även orsakat en utböjning av pålarna. En geoteknisk utredning utfördes med beräkningar av konsoliderings- och kryprörelser med parametrar utvärderade från stegvisa ödometer- och triaxialförsök. Under antagande att pålarna följde de horisontella jordrörelserna kunde deras reducerade lastkapaciteter beräknas genom en modifiering av Pålkommissionens rekommenderade beräkningssätt. Resultatet från utredningen visar att med nuvarande utformning av byggnaderna föreligger ingen risk för knäckning av pålarna.

På fastigheten finns en större hallbyggnad i ett plan med en motbyggd kontorsbyggnad i tre våningsplan, se figur 1. Byggnaderna är uppförda av prefabricerade betongelement och har krypgrund. Hallbyggnadens yttervägg utgör innervägg i kontorsbyggnaden, det vill säga kontorsbyggnaden saknar vägg mot hallbyggnaden. Både hallbyggnaden och kontors-

Figur 1: Plan över byggnaderna. byggnaden är grundlagda med stoppslagna betongpålar av typ SP1. Högsta belastning i brottgränstillstånd är enligt pålplan 570 kN. Skadan har uppstått genom stomrörelser och visar sig i princip som en cirka 3 till 5 cm bred genomgående vertikal

Kontorsbyggnad

Hallbyggnad Kontorsbyggnad

Artikelförfattare är Sölve Hov, Golder Associates AB, medlem i SGF:s laboratoriekommitté och Rolf Rosén, Golder Associates AB. Bygg & teknik 1/09

spricka mellan de både byggnadskropparna, se figur 2. Avvägningar av golven i kontorsbyggnaden visade att golven är horisontella.

Hall- och kontorsbyggnaden uppfördes år 1998 och kort därefter började skadan utvecklas. Man har även haft problem

Hallbyggnad

Figur 2: Kontorsbyggnaden har rört sig 3 till 5 cm ut från hallbyggnaden.

17

med sättningar kring kontorsbyggnaden.

För att förhindra fortsatta rörelser i kontorsbyggnaden genomfördes år 2005 en ”grundförstärkning” av kontorsbyggnaden som bestod av att sneda pålar anslöts mot byggnadens pålplattor.

I inledande utredningar bedömdes orsaken till rörelserna och skadorna på kontorsbyggnaden vara de stora och ojämna uppfyllnaderna vid byggnaderna i kombination med sättningsbenägen lös lera.

Uppfyllnaden kring kontorsbyggnaden är cirka två meter och cirka en meter högre än uppfyllnaden för Industrigatan, se figur 1. Hallbyggnaden har förutsatts ligga still på grund av dess storlek och då den är grundlagd direkt på fast morän i söder.

Det bedömdes vidare att ”grundförstärkningen” hade en mycket begränsad effekt att motverka rörelserna i kontorsbyggnaden då endast en mindre vertikal last belastar de sneda pålarna. En stor vertikal last på de sneda pålarna är en förutsättning för att mobilisera horisontella krafter som kan motverka de horisontella rörelserna i byggnaden.

Det beslutades att en ingående utredning skulle utföras för att utreda om och hur stora de fortsatta rörelserna skulle bli och om pålarna skulle utsättas för knäckningsrisk på grund av jordrörelserna.

Störningen av proven minskade dock med all sannolikhet skjuvhållfastheten och styvheten.

Markförhållanden

Fastigheten är belägen i utkanten av ett vidsträckt sedimentområde, där sedimenten består av glacial och postglacial lera på fast botten. Fyllnadsmassor är tagna från den södra delen av fastigheten, där schakt utfördes för hallbyggnaden. Fyllningen, som är cirka två meter vid kontorsbyggnaden, består av torrskorpelera, sand, grus och sten ovan ett naturligt lager, cirka en till en och en halv meter tjockt, av torrskorpelera. Därunder följer lösare lera ned till cirka nio meters djup ovan fast mark. Ett tunt lager av gyttjig lera finns mellan torrskorpeleran och den

lösa leran från kontorsbyggnaden och norrut.

Leran är mycket lös med odränerad skjuvhållfasthet varierande mellan 9 och 19 kPa, se figur 3. Den har generellt hög sensitivitet, mellan 33 och 55, med naturlig vattenkvot högre än flytgränsen och kan på fem meters djup definieras som kvicklera.

Trots den ringa provmängden, är det värt att notera att skjuvhållfastheten från fallkonförsöken är lägre än den passiva skjuvhållfastheten från triaxialförsöken.

Tidigare undersökningar, till exempel Lacasse et al (1985), har visat att skjuvhållfastheten från fallkonförsök kan, för sensitiva leror, ge resultat som är mindre än den passiva skjuvhållfastheten utvärderad från triaxialförsök. Detta är troligen på

Geoteknisk undersökning

En geoteknisk undersökning utfördes i form av totalsondering, störd och ostörd provtagning, installation av grundvattenrör samt avvägning av markytan utfördes.

Totalt sex stycken ostörda provtagningar utfördes med standardkolvprovtagare utanför de stora uppfyllnaderna för att ta prover av lera som inte utsatts för stora deformationer.

Stegvisa ödometerförsök utfördes för att undersöka lerans sättningsegenskaper och krypbenägenhet. Triaxialförsök utfördes för att undersöka lerans deformationsegenskaper, styvhet och skjuvhållfasthet både i vertikala och horisontella riktningar. Laboratorieundersökningarna utfördes på Chalmers tekniska högskola.

För att bestämma provernas störning under provtagning, hantering och transport användes en metod först beskriven av Andresen & Kolstad (1979) och senare av till exempel Lunne et al (1997). I ödometerförsök mäts vertikala töjningen, det vill säga volymtöjningen, av provet fram till den vertikala in-situ-spänningen justerad med installationseffekter, och i triaxialförsök mäts volymtöjningen under konsolidering av provet till in-situ vertikala och horisontella spänningar. I detta fallet varierade volymtöjningarna mellan två och fem procent, vilket tyder på att proven var delvis störda. Utvärdering av deformationsparametrarna till den valda jordmodellen skedde först och främst från spänningsnivåer större än förkonsolideringsspänningen och förutsattes därför inte vara så beroende av provkvaliteten.

18

Figur 3: Jordprofil vid Industrigatan.

Formelruta 1 (1)

Figur 4: Kompression och porövertryck vs ln tid.

Bygg & teknik 1/09

grund av det progressiva brott som fås i ett fallkonförsök. Skjuvhållfastheter utvärderade ur direkta skjuvförsök, som är mer rättvisande, ligger normalt mellan passiv och aktiv skjuvhållfasthet.

Från utvärderingen av ödometerförsöken visade sig leran vara lätt underkonsoliderad. En del av detta bedömdes vara en effekt av störningen av jordproven. Detta förklarar varför Hansbos (1957) korrelation med förkonsolideringstrycket visar låg skjuvhållfasthet jämfört med övriga värden, se figur 3.

mm

Kontor Ax

Bx

Cx

Lager

FYLLNING TORRSKORPELERA LERA

Beräkning av horisontella jordrörelser

Beräkningarna avseende jordrörelser utfördes med det finita elementprogrammet Plaxis, och den så kallade ”soft soil creep model”, se Brinkgreve (2004). Modellen, som är byggd på critical state soil mechanics konceptet och har utvecklats från modified Cam clay, se Roscoe & Burland (1968), beaktar jordens konsolideringsegenskaper, krypning och hållfasthet.

Mohr-Coulombs brottkriterium används i modellen. Modellen i Plaxis är normalt mycket känslig för ändringar i överkonsolideringskvoten, OCR, men eftersom rörelserna i de översta jordlagren antogs vara lika påltopparnas rörelser och därmed även kontorsbyggnadens rörelser kunde OCR justeras så att rörelserna motsvarade de uppmätta rörelserna, det vill säga 3 till 5 cm. Pålarnas utböjning antogs följa jordrörelserna. Den ursprungliga markytan belastades med fyllningslagret.

Parametrarna till jordmodellen består av hållfasthetsparametrarna c´ och ϕ´ samt deformationsegenskaperna λ*, κ* och µ*, där λ* och κ* beskriver konsoliderings- och svällningsdeformationen och µ* beskriver krypdeformationen.

Krypparametern µ* definieras i ett töjning vs ln(t) plan och därifrån kan ett samband med klassiska krypparametern αs härledas ur ekvation (1) i formelruta 1 på sidan 18.

Utvärdering av µ* kunde utföras från spännings-töjningskurvor från ödometerförsök med dubbla belastningssteg sedan porövertrycket fullt utjämnats för varje laststeg, se exempel i figur 4. µ* utvärderades från flera laststeg och från flera försök till 0,008, vilket motsvarar αs ungefär lika med 0,018. Detta överstämmer med empiriska resultat från Statens Geotekniska Instituts (SGI) korrelationer avseende naturlig vattenkvot, SGI Information 13.

De empiriska korrelationerna mellan plasticitetstalet Ip och λ* respektive κ*, angivna i Brinkgreve (2004), visade sig stämma väl.

Resultaten av modelleringen redovisas i figur 5, 6 och 7. Rörelserna är som störst vid slänten ned mot Industrigatan och uppgår efter tio år till cirka 7 cm och under kontorsbyggnaden till mellan cirka 2 och 4 cm, avtagande mot hallbyggnaBygg & teknik 1/09

Figur 5: Horisontella rörelser vid slänt.

Figur 6: Horisontella rörelser som funktion av tid. den. Beräkningsresultaten visar att de fortsatta horisontella jordrörelserna skulle utöka sprickan mellan byggnaderna med cirka 2 cm de kommande tjugo åren.

Jordrörelserna är som störst i torrskorpeleran och översta delen av den lösare leran och avtar mot djupet. På grund av osäkerheterna i geometrin, lerans parametrar och beräkningsmodellen bedöms inte beräkningsresultatet för jordrörelserna under längre tid än trettio år vara relevanta.

Beräkning av pålarnas reducerade lastkapaciteter

Figur 7:Horisontella jordrörelser längs punkterna A, B och C.

Beräkning av pålarnas lastkapacitet utfördes, med viss modifiering, enligt den metod som är beskriven i Pålkommissionens rapport 84a. Metoden modifierades för att ta hänsyn till den påtvingade utböjningen av pålarna orsakade av de horisontella jordrörelserna.

Pålens totala utböjning kan beräkningsmässigt antas, över en knäcklängd, lk, bestå av dels en initialkrokighet, δ0, dels en utböjning till följd av axialbelast19

ning, y0, och dels en påtvingad utböjning till följd av horisontella jordrörelser, δs.

Betongpålarna antogs vara oskarvade och initialutböjningen δ0 antogs därmed vara lika med lk/300. Initialutböjningen och tillskottsutböjningen, y0, till följd av axialbelastningen, antogs vara sinusformad. Jordmotståndet varierar med tillskottsutböjningen och bestäms av bäddmodulen, som beskriver horisontaltrycket mot en påle som funktion av tillskottsutböjningen, y0, upp till ett gränsvärde. När gränsvärdet för jordmotståndet överskrids antas en reducerad effektiv bäddmodul.

Bäddmodulen bestämdes utifrån empiriska korrelationer och utifrån triaxialförsöksresultaten.

Den påtvingade utböjningen av pålen bestämdes utifrån de horisontella jordrörelser som modellerats. Den största pilhöjden, δs, bestämdes över en knäcklängd ur figur 7 efter tio respektive trettio års konsoliderings- och kryprörelser.

Den påtvingade utböjningen, som även den antas vara sinusformad över knäcklängden, ger ett tillskottsmoment som tas in i beräkningen genom dels en ökad initialutböjning och, eftersom utböjningen är liten i förhållande till knäcklängden, dels genom elastiska linjens differentialekvation, se ekvation (2) i formelruta 2.

Formelruta 2 (2)

Beräknade lastkapaciteter för pålarna redovisas grafiskt i figur 8. Två olika alternativ beaktades; ett då ingen åtgärd utförs på kontorsbyggnaden, alternativ 1, och ett då en tillbyggnad av kontorsbyggnaden utförs så att påltopparna låses horisontellt, alternativ 2 benämnd TB. För det senare fallet har ingen beräkning av pålarnas utböjning utförts då detta begränsas av befintliga beräkningsmetoder. Pålarnas utböjning är då grafiskt interpolerad med en konservativ ansats, se figur 7.

Slutsats

Beräkningarna visar att om kontorsbyggnaden bibehålls utan ändringar kommer pålarnas lastkapaciteter att överstiga högsta belastning i brottgränstillstånd, det vill säga ingen risk föreligger för knäckning av pålarna under kontorsbyggnaden. Problemet med rörelser i anslutningen mellan de två byggnadskropparna kommer dock att kvarstå. Golder rekommenderade, på grund av osäkerheter i geometri, lerans parametrar, beräkningar av jordrörelser och pålarnas reducerade lastkapaciteter, att mäta kontorsbyggnadens rörelser två gånger per år för att kontrollera att rörelserna fortsätter enligt beräkningarna.

Om kontorsbyggnaden ”fixeras” i nuvarande läge genom en tillbyggnad eller genom någon form av grundförstärkning kommer pålarnas krökning att öka till följd av de fortsatta jordrörelserna och till följd av att påltopparna förhindras röra sig horisontellt. Denna ökade krökning ger upphov till lägre lastkapaciteter hos

pålarna, se figur 8. För att då undvika risk för knäckning av pålarna, rekommendera0r Golder att en avlastning av markytan under och kring kontorsbyggnaden skulle göras, så att de pådrivande krafterna som orsakar de horisontella jordrörelserna elimineras.

Hjälpsamma under projektets gång har varit Anders Fredriksson och Nancy Bono, Golder, professor John Burland, Imperial College London, Peter Hedborg, Chalmers, samt Thomas Linder, Carpri AB projektledning.

■

Referenser

Andresen A. & Kolstad P., 1979. The NGI 54-mm samplers for undisturbed sampling of clays and representative sampling of coarser matieral, Proc. of the Int. Conference on Soil Sampling, Singapore, 1–9.

Brinkgreve R.B.J., Broere W. & Waterman D., 2004. Plaxis 2D – Version 8.

ISBN 90-808079-6-6.

Hansbo S., A new approach to the determination of the shear strength of clay by the fall cone test, Statens Geotekniska Institut, Proc. No 14, Stockholm.

Lacasse S., Berre T. & Lefebvre G., 1985. Block sampling of sensitive clays, Proc. of the Eleventh Int. Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, San Fransisco, vol 2, 887–892.

Lunne T., Berre T. & Strandvik S., 1997. Sample disturbance effects in soft low plasticity Norwegian clay, Proc. of Conference on Recent Developments in Soil and Pavement Mechanics, Rio de Janeiro, 81–102.

Roscoe K.H. & Burland, J.B., 1968.

On the generalised stress-strain behaviour of ”wet” clay, Eng. Plasticity, Cambridge Univ. Press, 535–609.

Endast 368 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2009!

Figur 8: Pålarnas lastkapacitet.

20

Bygg & teknik 1/09

774_LCM_Image_2008_91_x_270_mm_2

18.11.2008

14:23 Uhr

TÄTA

LÖSNINGAR

Vi har nu utvidgat vårt sortiment med kompletta system för membraner, vattentätning och injektion.

NYHET!

SilverSeal

SilverSeal

Ny generation av högteknologiskt svällmembran.

Global grundförstärkning

CEMtobent DS Bjørvikatunnelen

Bentonit-membran med dubbeltätning för betongkonstruktioner.

CEMtobent CS E-18 Vestfold

Samma egenskaper som DS, men med folie för fuktskydd under montering.

Keller är ett internationellt ledande grundförstärkningsbolag som förverkligar lösningar för mark- och grundvattenproblem i hela världen. Med gedigen lokal erfarenhet, egen design och nyttjande av innovativ teknik erbjuder vi konkurrenskraftiga lösningar för markförstärkning och injekteringsteknik.

Tillsammans kan LCM/Keller nu erbjuda: • Kalkpelarmetoden • Masstabiliering • Vertikaldränering • Soilcrete ® jet-grouting • Soilfrac ®-jordspräckning • Stenpelare/Vibroteknik • Rigid inclusions – massundanträngande in-situ pålar

Ta kontakt med oss på tfn + 46 54 20 20 30 fax + 46 54 52 20 20 info@terretec.se

www.terratec.se LCM AB Östra Lindomevägen • 43734 Lindome Tel. +46 (0)31 99 60 40 • Fax. +46 (0)31 99 60 41 www.lcm.se • www.kellergrundbau.com Bygg & teknik 1/09 Tette_losninger_SV.indd 1

04-12-08 14:09:41

21

Sei

Norden inför Eurokod 7 Inom en snar framtid kommer geoteknisk dimensionering i Norden att ske enligt en gemensam europeisk standard, Eurokod 7 (EN 1997).

Vad innebär det i praktiken?

Kommer samma förutsättningar och säkerhetsnivåer att tillämpas i våra nordiska grannländer? Skiljer det sig mellan olika typer av konstruktioner?

Nordic Geotechnical Eurocode Implementation Group (NGEIG) arrangerade en workshop i april 2008 för att om möjligt finna svar på dessa frågor. Denna artikel ger ett axplock av tankar, åsikter och slutsatser från workshopen.

Nationella säkerhetsnivåer

Eurokoderna ger gemensamma principer för dimensionering, men anger inte den nationella säkerhetsnivån. Ansvaret för att fastställa säkerhetsnivån samt övriga nationella val har de förskrivande myndigheterna i respektive land.

Det är dessa nationella val som kan ge effekten att den gemensamma europeiska standarden trots allt resulterar i olika tilllåtna släntlutningar vid schakt, olika storlekar på plattan vid samma last, olika spontlängder för samma schaktdjup och så vidare.

Hur ser det då ut i Norden? Jämförelsen nedan bygger på det material som fanns tillgängligt vid workshopen i april 2008. Revideringar av de nationella bilagorna (där de nationella valen anges) har skett i flera av länderna efter detta datum.

Nedanstående ska därför endast ses som en illustration till likheter och skillnader mellan de nordiska länderna.

Dimensioneringssätt

Enligt EN1997, som behandlar dimensionering av geokonstruktioner, finns det tre olika dimensioneringssätt, DA1, DA2, DA3 som kan tillämpas vid dimensionering genom beräkning. För samtliga dimensioneringssätt hanteras tre olika komponenter, lastkomponent (A), materialkomponent (M) och bärförmågekomponent (R). Skillnaden mellan dimensioneringssätten är relaterad till storleken på partialkoefficienterna om appliceras på A-, M- och R-komponenterna.

Artikelförfattare är Gunilla Franzén, VTI, Ulf Bergdahl, SGI, Sven Hansbo och Carl-John Grävare, Pålanalys, samt Håkan Garin, GeoVerkstan, det vill säga SGF:s projekt Normer och Standarder.

22

Förenklat innebär de tre sätten följande: ● DA1 – partialkoefficienter skilda från 1,0 appliceras på laster/lasteffekter (A) och materialparametrar (M). Två olika kombinationer av partialkoefficienter ska studeras. ● DA2 – partialkoefficienter skilda från 1,0 appliceras på laster/lasteffekter (A) samt bärförmåga (R). ● DA3 – partialkoefficienter skilda från 1,0 appliceras på laster/lasteffekter (A) och materialparametrar (M).

Nedan redovisas säkerhetsnivåerna för några vanliga geokonstruktioner med de partialkoefficienter, som redovisades vid workshopen i april 2008 samt de som rekommenderas i EN 1997-1.

Jämförelserna är utförda för konsekvensklass 3 (vilket i Sverige brukar omnämnas som säkerhetsklass 3). Här bör man notera att samtliga nordiska länder beaktar det nya begreppet geoteknisk kategori som är relaterad till kvalitet och kontroll. Finland, Danmark och Sverige har dessutom infört begrepp som är relaterade till konsekvensen av brott. Benämningarna är dock olika i de nordiska länderna men hänsynen tas genom en extra partialkoefficient på lasten (A).

Plattor

När det gäller plattor så är det Finland som avviker från övriga nordiska länder i val av dimensioneringssätt. Finland har valt DA2, det vill säga att applicera partialkoefficienter skilda från 1,0 på laster/lasteffekter samt bärförmåga, till skillnad från Danmark, Norge och Sverige som valt DA3, det vill säga att applicera partialkoefficienter skilda från 1,0 på laster/lasteffekter och materialparametrar.

I figur 1 och figur 2 redovisas en beräknad total säkerhetsnivå (i konsekvensklass 3) för respektive land om man tar hänsyn till både partialkoefficienten som appliceras på last/lasteffekt (Ed) respekti-

ve materialparametrarna eller bärförmågan (Rd).

Det bör noteras att enligt eurokoderna så finns det två ekvationer för beräkning av konstruktionslasten på plattan beroende på andelen variabel last. Vid jämförelsen har enbart permanenta laster förutsatts och ekvation 6.10a enligt eurokoderna har tillämpats.

Jämförelsen visar att man endast i undantagsfall har valt att välja samma eller lägre säkerhetsnivå än den som föreslås i EN1997.

Det är även värt att notera att inga av de nordiska länderna har rekommenderat att beräkningsmodellen som finns beskriven i EN 1997 bilaga D, ska användas utan justering. Några länder rekommenderar egna beräkningsmodeller, andra föreslår kompletteringar/justeringar av modellen som finns i bilaga D.

Stödkonstruktioner

Stödkonstruktioner dimensioneras i Finland enligt DA2, men i Danmark, Norge och Sverige enligt DA3. Säkerhetsnivån i samtliga länder är minst lika med den säkerhetsnivå som föreslås i EN 1997, se figur 3.

Man bör notera att för danska geologiska förhållanden så är det normalt sätt de dränerade förhållandena som är styrande. Danmarks valda värden i nedanstående jämförelse kan därför sättas inom parentes eftersom det normalt sätt inte ger den styrande säkerhetsnivån. Man kan notera att Norge valt att vidhålla den säkerhetsnivå som föreslås i EN 1997.

Slänter och bankar

För dimensionering av slänter och bankar har samtliga nordiska länder valt att tilllämpa dimensioneringssätt 3, det vill säga att applicera partialkoefficienterna på laster/lasteffekt och bärförmåga. Även i denna jämförelse bör man noter att Danmarks geologiska förhållanden,

Syftet med Eurokod

Redan 1975 antog EG-kommissionen ett program för att eliminera handelshinder inom byggområdet. Ett led i detta var att skapa gemensamma europeiska dimensioneringsstandarder, de så kallade eurokoderna. Första generationen eurokoder kom som förstandarder under 1980-talet och har tillämpats mer eller mindre i medlemsländerna (i de flesta fall i mindre omfattning).

1989 togs initiativet att påbörja arbetet med att ta fram de nu aktuella eurokoderna. Inom EFTA och EU har man kommit överens om att eurokoderna ska vara styrande referensdokument med följande ändamål: ● Vara ett sätt att påvisa att anläggningar och byggnader uppfyller kraven i EU-direktivet avseende bland annat bärförmåga, stadga och beständighet. ● Vara underlag för att upprätta kontrakt vid byggande. ● Vara underlag för att upprätta harmoniserade tekniska specifikationer för byggprodukter.

Bygg & teknik 1/09

Nordic Geotechnical Eurocode Implementation Group (NGEIG), bildades 2005 på initiativ av de nordiska geotekniska föreningarna.

Gruppens målsättning är att via en öppen dialog mellan länderna underlätta en bra implementering av europastandarderna med hänsyn till våra specifika nordiska förutsättningar.

Figur 1: ”Säkerhetsnivå” för konsekvensklass 3 för en platta på lera (odränerad egenskaper).

gör att det normalt sätt inte är de odränerade egenskaperna som är den styrande parametern utan de dränerade. I jämförelsen sätts därför Danmarks värden inom parentes.

Valet av säkerhetsnivå varierar dock mellan länderna, se figur 4.

Är det rimligt med en skillnad?

Figur 2: ”Säkerhetsnivå” för konsekvensklass 3 för en platta på sand.

Figur 3: ”Säkerhetsnivå” för jordtryck i de olika nordiska länderna för en spont i lera, konsekvensklass 3 (odränerade egenskaper).

Figur 4: ”Säkerhetsnivå” för en slänter och bankar i konsekvensklass 3 i lera (odränerade egenskaper).

Bygg & teknik 1/09

Ovanstående exempel visar att det finns skillnader mellan de nordiska länderna som gör att en konstruktion inte kommer att ha samma dimensioner i de nordiska länderna vid samma laster och geologiska förutsättningar.

En förklaring till detta kan vara att erfarenheten av olika typer av konstruktioner under olika geotekniska förutsättningar skiljer sig mellan de nordiska länderna.

Om vi har omfattande och goda erfarenheter av en viss typ av konstruktion för en given geologi, har vi större benägenhet att acceptera en lägre säkerhetsnivå.

En annan förklaring är att det finns en viss kulturskillnad även bland de nordiska länderna, bland annat när det gäller krav, kravnivåer, kontroll och uppföljning i samband med utförande. Denna skillnad avspeglar sig i vilken säkerhetsnivå man anser är acceptabla för olika typer av konstruktioner.

De geologiska skillnaderna mellan de nordiska länderna gör också att vi för vissa typer av konstruktioner väljer olika säkerhetsnivåer, eftersom risken för brott varierar.

Hur ser det ut i framtiden?

I praktiken så kommer införandet av gemensamma europeiska dimensioneringsstandarder inte att innebära att vi får identiska konstruktioner i de nordiska länderna.

Däremot ger standarderna oss förutsättningar för diskussioner och samverkan utifrån en gemensam bas. Detta skapar möjligheter att på sikt få en utveckling mot bättre konstruktioner, där vi drar nytta av varandras erfarenheter.

■

Endast 368 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2009!

23

grundfÜrstärkning

- djupstabilisering - masstabilisering

0771-640040 viacon@viacon.se www.viacon.se

TotalleverantÜr av geosynteter och anläggningsprodukter

www.dmixab.se info@dmixab.se 031-18 99 90

ˆ %

ˆ 2 f

ˆ & ˆ ,

ˆ & Ă’ ˆ 2Ă’ ˆ & ˆ 0Ă&#x;

LidkÜping - Gävle - Stockholm - Lycksele - GÜteborg

24

Bygg & teknik 1/09

Schaktbarhet i moräner och fasta friktionsjordar Schaktning i moräner och i fasta friktionsjordar är ett vanligt förekommande markarbete. En stor del av arbetet utförs i och i nära anslutning till vägar och järnvägar.

Svensk klassificering av schaktbarhet är otydlig och bygger på tumregler från 1970-talet och den tidens schaktmaskiner och geotekniska undersökningsmetoder. Kostsamma tvister mellan beställare och entreprenörer förekommer relativt ofta i dessa sammanhang. Onödiga kostnader skapar fördyring och misstämning inom projekten. De tekniska frågorna på problemet kommer i andra hand i projektet på bekostnad av entreprenadjuridiska frågor.

På Kungliga Tekniska högskolan (KTH) i Stockholm pågår ett intressant forsknings- och utvecklingsprojekt i samarbete med Vägverket och Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond (SBUF) som syftar till att bättre beskriva förutsättningar inför schaktningsarbete i morän och fasta friktionsjordar. Målet med projektet är att skapa ett verktyg för att bättre och tydligare klassificera och säkerställa schaktbarheten i moräner och fasta friktionsjordar.

En stor del av schaktningsarbetet arbetet utförs i och i nära anslutning till vägar och järnvägar. Dagens system för klassificering av schaktbarhet byggdes upp på 1960- och 1970-talen i Finland och Sverige och är inte anpassat för dagens schaktmaskiner och dagens geotekniska undersökningsmetoder.

Schaktning i moräner och i fasta friktionsjordar är ett vanligt förekommande markarbete som ofta leder till tvister och samarbetsproblem.

Att schakta i olika typer av moräner och fasta friktionsjordar skiljer sig väsentligt från schaktning i sand och lera.

Detta påverkar i stor utsträckning kostnad och tidsåtgång för arbetet. Styrande faktorer är material- och maskinegenskaper som påverkar losshållning av materialet och skopfyllnadsgraden.

Eftersom det svenska klassificerinssystemet inte är anpassat för dagens sätt att schakta och lossgöra fast lagrad jord så förekommer det ofta meningsskiljaktigheter i bedömningen av schaktbarheten mellan beställare och entreprenör. Dessa kostsamma tvister orsakar fördyring och misstämning inom projekten. De tekniska frågorna på problemet kommer i andra hand och tid och pengar satsas istället på entreprenadjuridiska frågor.

Forskning och utveckling vid KTH ska bättre beskriva svårighet och bästa maskinval

Författare är Mattias Lindgren vid avdelningen för jord och bergmekanik, KTH och Bjerkings samt Staffan Hintze vid avdelningen för jord och bergmekanik, KTH och NCC. Bygg & teknik 1/09

Den forskning och utveckling som påbörjats vid avdelningen för jord och bergmekanik på KTH syftar till att skapa ett verktyg för att bättre och tydligare klassificera och säkerställa schaktbarheten i moräner och fasta friktionsjordar. Arbetet är uppdelat dels i teoretiska analyser av brottförloppet vid schaktning och dels i verifierade försök i fält i samband med

pågående vägarbete samt skjuvförsök i laboratorier.

Projektet omfattar både doktorandforskning, seniorforskning och utvecklingsarbete. Arbetet utförs under fyra år och startade under våren 2008 och ska vara slutfört under 2012. Arbetet är uppdelat i fem etapper. Etapp 3 avslutas med en licentiatavhandling. Etapp 5 avslutas med en doktorsavhandling. Projektet finansieras av Vägverket, SBUF, KTH, NCC och Skanska.

Resultat från projektet kommer kontinuerligt att redovisas och rapporteras på referensgruppsmöten samt i form av tidskriftsartiklar i svensk fackpress, vetenskapliga artiklar, delrapporter, workshops samt en licentiatavhandling och en doktorsavhandling.

Till projektet har det knutits en referensgrupp, där samarbetspartners finns representerade från svensk byggindustri (entreprenörer) och från byggherrar (Vägverket, Banverket) som successivt får möjlighet att ge teoretiska och praktiska synpunkter under projektets framskridande.

Äldre erfarenheter styr fortfarande

I Finland kom redan år 1939 finska Statsrådskommitténs klassificeringsnormer och 1956 gav Svenska Teknologföreningens normkommitté ut ett system för klassifice-

25

Figur 1: Dagens system för klassificering av schaktbarhet (Klassificeringssystem -85) är föråldrat och inte anpassat för dagens schaktmaskiner och dagens undersökningsmetoder. Magnusson & Orre (1985). ring av jordar. Båda dessa utgick dock från schaktning med hjälp av handredskap.

På 1960- och 1970-talen utfördes det i Finland fältförsök och förslag till klassificering av schaktbarhet i olika jordar presenterades, Arhippainen et al (1965) och Korhonen et al (1972). Efter jordartsklassificering och schaktförsök med instrumenterad grävmaskin kunde schaktbarhetsklasserna tas fram och jämföras med resultat från bland annat viktsondering, hejarborrning, rotationsborrning, seismiska undersökningar samt densitetsprovning. Även maskinens relativa kapacitet samt en framräknad grävmotståndsimpuls utvärderades och ansågs visa på motståndet i de olika jordarna. Redan då insåg man att schaktbarheten aldrig bör bedömas enbart på grundval av en geoteknisk undersökningsmetod. Även i Sverige påbörjades forskning och utvecklingsarbete kring schaktbarhet vid denna tid. Under 1970-talet utfördes det olika projekt inom Vägverket för att utreda olika jordars bearbetbarhet och schaktbarhet. 1973 utgavs rapporten Jordars schaktbarhet av Byggforskningsrådet, Magnusson (1973). Rapporten består av en litteraturstudie, fältförsök, teoretiska beräkningar samt presentation av förslag till schaktbarhetsklassificering av jordar.

Beräkningar utfördes med tillgängliga teorier för brottförloppet i jord med avseende på horisontell schaktning. Schaktförsök utfördes med instrumenterad schaktbladstraktor i sand, lera och morän.

Resultaten jämfördes sedan med resultat från beräkningar, vikt- och hejarsonderingar, seismisk gånghastighet samt densitetsbestämning.

Det klassificeringssystemet som presenterades 1985 av Magnusson och Orre var ett hjälpmedel i form av ett diagram 26

som skulle kunna användas direkt i markoch geoprojekteringen, men även som indirekt underlag för kalkylering och planering av schaktningsarbeten. Klassificeringssystemet byggde i huvudsak på de äldre erfarenheterna från 1970-talet.

Brister i Klassificeringssystem -85

Som tidigare tagits upp så var underlaget för Klassificeringssystem -85 inte uppdaterat och ”state of the art”, men det var ändå angeläget att ta fram ett klassificeringssystem eftersom det i början av 1980-talet hade antagits ett nytt system för indelning och benämning av jordarter som hade införts i Mark AMA 83. Systemet beskrevs i AMA-nytt år 1986, se Orre (1986).

Fortfarande, år 2008, använder geotekniker, entreprenörer och beställare Klassificeringssystem -85 när schaktbarheten ska beskrivas i förfrågningsunderlag och kontrakt.

Figur 1 beskriver diagrammet för bestämning av schaktbarhetsklass. Diagrammet redovisar relativt losstagningsmotstånd (fiktivt värde) och densitet på den vertikala axeln och relativ fasthet mätt med olika sonderingsmetoder jämte seismisk gånghastighet på den horisontala axeln. Fältet som representerar losstagningsmotståndet illustrerar motståndets variation mellan lättschaktad och mycket svårschaktad jord.

Ingångar i diagrammet för bedömning av schaktbarhetsklass är densitet, sonderingsmotstånd samt seismisk gånghastighet. Då det relativa losstagningsmotståndet är beroende av jordmaterialets skrymdensitet samt jord- och stenhalt rekommenderas att dessa egenskaper fastställs. I diagrammet redovisas exempel på jordarter som med hänsyn till fasthet (relativt losstagningsmotstånd), kornstorleksfördelning samt innehåll av sten och block kan hänföras till olika schaktbarhetsklasser. Det bör betonas att dessa jordartsbenämningar är exempel och benämningar som ”lös” och ”fast” har en viss spännvidd.

Det är speciellt olyckligt att olika skrifter har skilda definitioner av schaktbarhet samt olika kriterier för klassificering. I vissa tidigare svenska och finska utredningar har skillnad gjorts på schaktbarhet och grävbarhet. Termen schaktbarhet kan betraktas som grävbarhet vilket är beroende av grävmotståndet i jorden. Schaktbarhet kan också avses innefatta grävmotstånd, skopfyllnadsgrad och eventuellt en maskins produktionskapacitet i kubikmeter per timme (schaktförmåga).

Figur 2: Schaktning i morän och fasta friktionsjordar utförs idag med helt andra maskiner än på 1970-talet. Bilden visar en kraftfull maskin som används vid schaktning i fasta friktionsjordar.

Bygg & teknik 1/09

GEOMEK

Stockholms Geomekaniska AB

Nyheter 2009

Kom och se dessa på GD 09

Geoteknik nytt

x Ny Geostång med fast tapp x Prospekteringsrigg GM 200 GL x 8-hjulig geoteknikrigg med GM mast x Borros produkter i vårt sortiment

Nu kompletterar vi vårt sortiment med ringset och piloter från MITSUBISHI på den svenska marknaden

Upplagsvägen 17, 117 43 Stockholm Tel: 08-744 05 00 Fax: 08-744 22 10 www.geomek.com

PG Geoteknik AB – ett företag i fält Upplagsvägen 17 • 117 43 Stockholm Tel 08-744 22 33 • Fax 08-744 05 60 e-post pggeoteknik@swipnet.se

Täckskiktsmätare Micro Covermeter 8020

Lemminkäinen specialiserar sig på underjordiska bergentreprenader och krävande grundläggningsarbeten.

Mätare för bestämning av armeringsjärnets djup och riktning.

Vår anläggningsverksamhet omfattar mångsidiga väg-, järnvägs- och betongbyggnadsprojekt.

Nu kan du växla mellan mätdjup 0-120 mm och 0-200 mm med samma mätsond

BETONG - BALLAST - CEMENT - GEOTEKNIK

www.kontrollmetod.se Bygg & teknik 1/09

S. Långebergsgatan 18 421 32 V. Frölunda Tel 031-748 52 50 Fax 031-748 52 60

Lemminkäinen Sverige Ab Dalagatan 5 S11123 Sverige www.lemminkaineninfra.fi

27

Förhållandet kompliceras även av att de olika undersökningarna baseras på olika typer av maskinutrustning. I vissa försök används grävmaskin och skopa, i andra schaktblad och traktor. Brottförloppet i jorden ser olika ut beroende på vilken schaktningsutrustning som används.

Enligt de tidigare undersökningarna beror schaktbarheten (grävbarheten) av jordlagrens uppbyggnad och jordarternas fysikaliska egenskaper. Losstagningsmotståndet beror på jordmaterialets lagringstäthet (volymvikt), kornstorleksfördelning och sten- och blockhalt, men även på exempelvis kohesion, cementering, skjuvhållfasthet, grundvattennivå, tjäle och topografi. Skopfyllnadsgraden beror även den på lagringstäthet, kornstorleksfördelning och sten- och blockhalt, men även på inre friktionsvinkel, kohesion, vatteninnehåll, klibbighet, frysning och schaktets geometriska form. Schaktförmågan (kubikmeter per timme) beror förutom på en jordarts grävbarhet även på skopdimension och form, skopfyllnaden, jordmaterialets uppluckringsbenägenhet, tidsåtgång per arbetsmoment, maskinistens skicklighet, maskinutrustningens skick.

Arhippainen et al (1965) betraktar schaktbarhet som en svårighetsgrad av schaktning, enbart beroende av de fysikaliska egenskaperna av en jordart eller jordlager. Med schaktförmåga avses en maskins kapacitet (produktion kubikmeter per timme) i relation till en viss schaktbarhetsklass. Skopans volym och fyllningsgrad, jordmaterialets uppluckringskoefficient med mera påverkar schaktförmågan.

Enligt Korhonen et al (1972) bestäms och indelas schaktbarheten baserat på grävmotståndet i jorden (grävbarheten), men även av skopkapaciteten (kubikmeter per timme). Grävmotståndet beror på jordens egenskaper med mera.

I Klassificeringssystem -85, Magnusson et al (1985) anses schaktbarhet avse ett jordmaterials kapacitetspåverkande egenskaper vid anpassning och lastning.

Schaktbarheten bestäms av jordmaterialets motstånd mot losstagning (grävmotstånd) och inverkan på skopfyllnad.

Jordmaterialets motstånd mot losstagning påverkar en schaktmaskins (skopa, blad eller rivartand) möjlighet att tränga in i och sönderdela jordmaterialet. Losstagningsmotståndet beror på jordmaterialets lagringstäthet, kornstorleksfördelning, kohesion, cementering och tjäle.

28

Med skopfyllnad menas utlastad fast volym per skopa.

Tvister uppkommer mellan beställare och entreprenör

Tvister uppkommer då beställare och entreprenör har olika uppfattning om en jords schaktbarhet (grävbarhet) Exempelvis kan det i en anbudshandling framgå att ett jordmaterials schaktbarhet enligt Klassificeringssystem -85 bestämts till schaktbarhetsklass 3. Entreprenören har på grundval av detta bedömt erforderlig maskinutrustning och tidsåtgång. Under produktionsskedet anser entreprenören att det är mycket svårare och besvärligare att schakta loss jorden än vad som kalkylerats för. Entreprenören hävdar att det kommer ta mycket längre tid och/eller krävas andra typer av maskiner för att få loss och schakta jorden som tänkt. Entreprenören anser att jorden skulle ha klassificerats i en högre schaktbarhetsklassificering än vad som angetts i anbudsunderlaget.

En jordarts schaktbarhet (grävbarhet) styrs således av bland annat maskinval, dimension och form på skopa, skopfyllnaden samt tidsåtgång per arbetsmoment vilket sedan påverkar schaktförmågan (kubikmeter per timme) och maskinutrustningens utslitning. Det är uppenbart att faktorer som jordegenskaper och jordlagrens uppbyggnad påverkar schaktbarheten (grävbarheten). Genom jordprov-

tagning samt geoteknisk sondering eller annan undersökningsmetodik får man projektspecifik information om jordegenskaper och lokala förhållanden vilka ska översättas till schaktbarhetsklasser med hjälp av klassificeringsmodellen.

Vilka undersökningsmetoder används för att bestämma schaktbarhet?

I Klassificeringssystem -85 är det möjligt att använda resultat från hejarsondering (HfA), trycksondering (Trs), viktsondering (Vim) och seismisk gånghastighet som ingångsdata i diagrammet för bestämning av schaktbarhet. Traditionella, statiska sonderingsmetoder som vikt- och trycksondering ger god information om lösa jordars fasthet. Vid sondering i fastare jordarter och moräner samt där stenoch blockhalt blir för stor förmår dessa metoder inte alltid tränga igenom. Därmed försvinner också möjligheten att bestämma schaktbarheten i moräner och fasta friktionsjordar med dessa metoder. Även hejarsondering stannar upp eller viker av i steniga och blockiga jordar, men anses ändå kunna ge ett sannare värde på fastheten.

Jord-bergsondering är en metod för tyngre sondering, främst för att klargöra djup till berg samt bergets relativa fasthet.

Möjlighet finns dock att även bestämma jordens relativa fasthet samt sten- och

Figur 3: Det är uppenbart att faktorer som jordegenskaper och jordlagrens uppbyggnad påverkar schaktbarheten (grävbarheten).

Bygg & teknik 1/09

blockhalt. Därför skulle jord-bergsondering kunna vara en metod som skulle kunna användas för bedömning av schaktbarhet i moräner och fasta friktionsjordar.

Jord-bergtotaltrycksondering är en kombination av vridtrycksondering och jord-bergsondering och som utvecklades i Norge på 1980-talet. Vid jord-bergtotalsondring registreras hela jordens lagerföljd samt berggrundens läge vid ett och samma tillfälle. På sammasätt som vid jord-bergsondering finns det möjlighet att bestämma jordens relativa fasthet samt sten- och blockhalt. Detta innebär att även denna metod kan vara lämplig att använda vid bedöming av schaktbarhet. Även i Finland utvecklades det en kombinerad metod för vridtryck- och hejarsondering under 1980-talet, den så kallade HK-sonderingen.

SPT-sondering är en av världens mest utbredda sonderingsmetoder.

Eventuellt kan jordens relativa fasthet fås för friktionsjordar och moräner med denna metod.

Provtagning genom störd eller omrörd provtagning kan vara användbart vid bestämning av egenskaper hos jord och lagerföljder i moräner och friktionsjordar.

Provgropsundersökning är nog den bästa undersökningsmetoden som finns idag för bedömning av schaktbarheten då jorden provgrävs och identifieras ingående.

Vid undersökningen kan kornstorlek, sten- och blockhalt, täthet och lagerstruktur bland annat tas fram; egenskaper som alla kan användas för bestämning av schaktbarheten.

Ett antal geofysiska metoder för undersökning av jord och berg finns idag. Metoderna skiljer sig i uppbyggnad, är mer eller mindre utvecklade och har olika användningsområden. Beroende på vad som mäts kan metoderna delas upp i mekaniska, elektriska och magnetiska. Vid mekaniska mätningar, som seismik, studeras hur tryckvågor breder ut sig och reflekteras mot ojämnheter och materialskikt. De elektriska metoderna, där resistivitet ingår, syftar oftast till att mäta det elektriska motståndet i olika jordlager. Vid magnetometri undersöks variationerna i det jordmagnetiska fältet i olika material.

Geofysiska mätningar kan utföras på markytan eller under markytan genom exempelvis borrhålsloggning.

Flera geofysiska metoder är intressanta att använda för bedömning av schaktbar-

Bygg & teknik 1/09

gerföljd, lagertjocklek och utbredning kan ett jordmaterial identifieras.

Olika maskintyper används

Flera olika typer av maskiner finns för att gräva, skrapa, flytta eller på andra sätt bearbeta jord. Maskinerna kan kategoriseras på olika sätt beroende på utformning, utrustning och verkningssätt. Ur ett jord-maskin och därmed klassificeringsperspektiv är det intressant att dela upp maskinerna i maskiner utrustad med skopa eller blad.

Brottmekanismer vid schaktning

Figur 4: Flera geofysiska metoder är intressanta att använda för bedömning av schaktbarhet. Exempel på den seismiska primärvågens hastighet i olika material, Triumf (1992). het. Metoder där information om materialegenskaper som densitet, kornstorlek eller sten- och blockhalt skulle kunna användas. Även jordlageregenskaper som porositet, markstruktur och hålrum behövs i bedömningen av schaktbarheten och kan upptäckas med geofysiska metoder. Med information om exempelvis la-

a) c)

Den mekaniska schaktprocessen kan sägas innefatta ett schaktverktyg (blad eller skopa), en jord med olika egenskaper, lokala geotekniska aspekter och det teoretiska systemet som håller ihop delarna. Inom schaktningsområdet har det, främst internationellt, bedrivits forskning i området för ”tool design”. Det är framförallt inom jordbruks- och gruvindustrin som forskning och utveckling av effektiva verktyg för bearbetning och förflyttning av jord har lönat sig. Flera teoretiska studier, schaktförsök och kapacitetsstudier har utförts, både i kohesions- och friktionsjordar. Exempelvis har brottgeometri, olika lutningar på schaktblad, jord-

b)

d)

Figur 5: Ur klassificeringsperspektiv är det intressant att dela upp maskinerna i maskiner utrustad med skopa eller blad: a) Schaktare med blad. b) Lastare med skopa. c) Hyvel med blad. d) Grävare med skopa.

29

Figur 6: Glidytor i jorden då plastisk jämvikt råder vid passivt jordtryck enligt Rankine. Bild a) och b) visar utan respektive med väggfriktion. Vid väggfriktion erhålls glidytor delvis i form av logaritmiska spiraler vars positioner beror på jordens inre friktionsvinkel.

Selig & Nelson (1964). metall adhesion och storlekar och utformningar av blad undersökts. Det verkar dock som att forskningen endast har bedrivits på homogena, nästan isotropa, jordar. Studier i inhomogena jordar där kornstorlek, täthet och lageregenskaper varierar, ser inte ut att finnas.

Vid horisontell schaktning med blad deformeras jorden först vid själva loss-

Figur 7: Jämförelse av beräknade glidytor vid passivt jordtryck enligt Coulomb och Rankine då väggfriktion råder. Resultaten från de olika teorierna skiljer sig väsentligt vid olika värden på väggfriktionen, δ.

Jordens inre friktionsvinkel har varit konstant, ø lika med 30 grader.

Selig & Nelson (1964).

brytningen och sedan ytterligare då jorden skjuts framför schaktbladet. På det sätt brott sker i jorden beror bland annat på bladets form och jordens hållfasthetsegenskaper. Existerande teorier på hur jordbrott kan se ut vid schaktning baseras på passivt jordtrycksteori. Teorierna var från början framtagna för att avgöra krafter på stödmurar vid rörelse mot jorden.

Både Coulomb och Rankine föreslog redan på 1700- och 1800-talen brottgeometrier för olika bladstorlekar i sand. Studier och andra undersökningar har sedan dess använt sig av dessa studier eller utvecklat teorierna, där brottet antingen sker som zonbrott eller via glidyta.

Framtid

De brister, oklarheter och osäkerheter som finns idag vid bedömning av schaktbarhet måste klarläggas genom forskning och utveckling av ett modernt och anpassat klassificeringssystem. Maskiner, utrustning och geotekniska undersökningsmetoder har andra kapaciteter och möjligheter idag än för 30 till 40 år sedan. Det finns även andra synsätt på projekt- och kontraktsformer samt metoder för hur geotekniska problem ska behandlas.

Ett nytt klassificeringssystem för schaktbarhet måste baserad på teoretisk och praktisk kunskap och erfarenhet. Systemet kommer att sänka kostnaden för onödiga tvister mellan beställare och entreprenörer. Ett accepterat system för schaktbarhet inom byggsektorn innebär att schaktarbetet bättre kan planeras och styras.

■

Litteratur

Figur 8: Resultat från experimentell (överst) respektive simulerad (underst) schaktning i jord. Bilderna visar hur jorden deformeras framför schaktbladet, där jorden har markerats i olika lager med varierande färger.

Shmulevich et al (2007).

30

Arhippainen et al. (1965). Schaktbarhetsklassificering som hjälp vid bedömning av maskiners schaktförmåga. TFK Utredningsrapport nr 20.

Korhonen et al. (1972). Ett nytt system för klassificering av schaktbarhet. TFK Utredningsrapport nr 35.

Magnusson, O. (1973). Jordars schaktbarhet. Byggforskningen Rapport R51:1973.

Magnusson, O. & Orre, B. (1985).

Schaktbarhet, Klassificeringssystem -85.

Byggforskningsrådet Rapport R130:1985.

Orre, B. (1986). Ange schaktbarhet.

AMA-nytt, Informationsdel Mark-Hus, Nummer 2, 1986, s. 10–12.

Triumf, C-A. (1992). Geofysik för geotekniker, metoder och tillämpningar. Byggforskningsrådet.

Selig, E.T. & Nelson, R.D. (1964). Observations of soil cutting with blades.

Shmulevich, I. et al (2007). Interaction between soil and a wide cutting blade using the discrete element method.

Bygg & teknik 1/09

Tidlöst trygga, täta geomembran

Trelleborg Elastoseal EPDM med Thermobond värmeskarvning

Värmekilsskarvning med kanal för luftrycksprovning

Luftrycksprovning av skarv

Fördelar med EPDM Geomembran O Överlägsen livslängd och UV resistens O Flerdimensionell töjbarhet – absorberar sättningar och töjningar, oavsett temperatur.

O Höga friktionsvärden – låg rasrisk vid stora släntlutningar.

O Mjuk och följsam – överlägsen anpassning till ojämna underlag.

O Kan installeras i alla väder och årstider.

Fördelar med Thermobond värmeskarvning O Värmeskarvning med värmekil – enkel, beprövad skarvteknik för polymerduk men unik för gummiduk.

O Kvalitetssäkring med tryckluftsprovade kanalskarvar.

O Enkel, säker och snabb installation med projektanpassade mått och stora paneler.

Kontakta oss för mer information.

Trelleborg Waterproofing AB Box 1004, 331 29 Värnamo Tel: 0370-481 00 Fax: 0370-485 00 E-mail: rubber.membranes@trelleborg.com www.trelleborg.com/waterproofing Bygg & teknik 1/09

31

Odränerad skjuvhållfasthet i lerslänter Modellförsök

– en studie av spänningarnas inverkan på resultatet från CPT-sondering och vingförsök Odränerad skjuvhållfasthet i lera bestämd med in situ-metoder som Cone Penetration Testing (CPT-sondering) och vingförsök, har till stor del grundat sig på relationer baserade på de spänningsförhållanden som råder vid plan mark och normalkonsoliderad eller svagt överkonsoliderad jord. Det har dock visat sig att då förhållandena är annorlunda till exempel i en eroderad slänt och för överkonsoliderad jord har detta en betydande inverkan på resultaten från dessa metoder. Däremot påverkas inte resultaten från till exempel direkta skjuvförsök i laboratoriet på samma sätt.

Med syftet att dokumentera horisontalspänningarnas inverkan på den odränerade skjuvhållfastheten utvärderad med CPTsondering och vingförsök, startade 1999 ett forskningsprojekt som nyligen resulterat i en doktorsavhandling vid Chalmers Artikelförfattare är Hjördis Löfroth, Statens geotekniska institut, Linköping, och Chalmers tekniska högskola, Göteborg.

tekniska högskola, Löfroth (2008). Projektet har finansierats av Räddningsverket och Statens geotekniska institut (SGI) och arbetet har genomförts både på Chalmers och på SGI. Resultaten visar på att den odränerade skjuvhållfastheten utvärderad från CPT-sondering och vingförsök beror av det horisontella förkonsolideringstrycket och överkonsolideringen i horisontalled.

Vid utarbetande av de senaste versionerna av SGI Information 3 och datorprogrammet Conrad har hänsyn tagits till dessa resultat.

Modellförsöken, som genomförts på Chalmers, har inneburit utveckling och konstruktion av ny utrustning. För lerprov med höjden 280 mm och diametern 126 mm har två typer av triaxialceller tagits fram: en typ för att konsolidera lerprover för horisontalspänningar större än eller lika stora som vertikalspänningarna, figur 2, och en typ för horisontalspänningar

Projekt i tre delar

Projektet har bestått av tre delar: ● Fältundersökningar har utförts i två slänter, vid Säveån i Partille och vid Slumpån i Lilla Edet, figur 1. Undersökningar är gjorda såväl bakom släntkrön, vilket motsvarar förhållandet vid plan mark, vid krönet och i släntfot. Utförda undersökningar är CPT-sondering, vingförsök, kolvprovtagning och dilatometerförsök. Utifrån resultatet har också stabiliteten i slänterna beräknats. ● Modellförsök med en mini-CPT och en minivinge i större triaxialceller har utgjort en stor del av arbetet. ● För att visa vad resultatet av modellförsöken innebär i praktiken, har en återkoppling till fält gjorts genom att utvärdera den odränerade skjuvhållfastheten i släntfot utifrån resultatet av modellförsöken tillsammans med resultatet av de fältundersökningar som motsvarar förhållandet vid plan mark.

Figur 2: Triaxialcell för konsolidering av lerprover, 280 gånger 126 mm, för horisontalspänningar större än eller lika stora som vertikalspänningarna.

Figur 1: Försöksslänt vid Slumpån, Lilla Edet.

32

Bygg & teknik 1/09

Figur 3: Enkel provtagare för upptagning av prover till triaxialförsöken.

mindre än eller lika stora som vertikalspänningarna. För att ta upp lerproverna till triaxialförsöken har en enkel provtagare tagits fram för prover med höjden 300 mm och diametern 126 mm, figur 3.

En minivinge med diametern 10 mm och höjden 20 mm och ett glapp för att separera mantelfriktion har konstruerats och en mini-CPT med diametern 11,3 mm har köpts från Fugro Engineers. Ett stativ med motor för att driva ner CPT och vinge i cellen har också byggts och ett mätprogram för styrning av neddrivningen och registrering av data har tagits fram.

Figur 4: Triaxialcell med stativ och miniCPT monterade för ett CPT-försök.

Bygg & teknik 1/09

Modellförsöken har genomförts med prover från släntfot i Partilleslänten med lös till halvfast, mellansensitiv lera med vattenkvot och konflytgräns mellan 60 och 75 procent. För att skapa en ny förutbestämd spänningshistoria för leran, har varje lerprov konsoliderats för spänningar över dess naturliga vertikala och horisontella förkonsolideringstryck. Varje prov har sedan lastats av till förutbestämda horisontal- och vertikalspänningar. Figur 4 visar en triaxialcell med stativ och miniCPT monterade för ett CPT-försök.

Simulera naturliga förhållanden

Syftet med försöken var att simulera naturliga förhållanden i en eroderad lerslänt och att ta med de variationer i spänningsförhållanden som kan uppträda i jorden vid låg stabilitet i slänten. Modellförsöken har genomförts som två försöksserier vid två olika spänningsnivåer. Varje serie har omfattat lera konsoliderad för K0NCförhållanden motsvarande plan mark, och avlastad till olika K0-förhållanden, det vill säga olika förhållanden mellan de horisontella och vertikala spänningarna. I aktivzonen har avlastats till K0 lika med

0,8 motsvarande den förändring i K0 över tiden, som beror på åldring, jämn erosion och grundvattenfluktuationer och K0 lika med 0,4, vilket ska motsvara ett K-värde nära aktivt jordtryck. I passivzonen har avlastats till K0 lika med 2,0 motsvarande oförändrade horisontalspänningar och K0 lika med 1,0 motsvarande minskade horisontalspänningar. Varje serie har också omfattat tre isotropt konsoliderade lerprov isotropt avlastade till olika överkonsolideringsgrad.

Analysen av resultaten från modellförsöken, har syftat till att ta reda på vilken spänning som har störst inflytande på resultatet från CPT-sondering och vingförsök. Därför har den odränerade skjuvhållfastheten bestämd med vingförsöket respektive nettospetstrycket utifrån CPTsonderingen normaliserats antingen mot förkonsolideringstrycket horisontellt eller mot förkonsolideringstrycket vertikalt eller, för vingförsöket, mot ett viktat förkonsolideringstryck och, för CPT-sonderingen, mot ett medelförkonsolideringstryck. Ett annat syfte har varit att försöka se effekten av överkonsolideringsgraden (OCR) i olika riktningar. Därför har den normaliserade skjuvhållfastheten respektive det normaliserade nettospetstrycket plottats antingen mot horisontellt OCR eller mot vertikalt OCR eller, för vingförsöket, mot viktat OCR och, för CPT-sonderingen, mot medel-OCR. Dessa relationer har sedan jämförts med den empiriska ekvation som beskriver hur den odränerade skjuvhållfastheten varierar med förkonsolideringstryck och överkonsolideringsgrad. Direkt skjuvförsök har varit referenstest. Ett exempel på analys av resultat från modellförsöken redovisas i figur 5.

Nettospetstrycket utvärderat

Generellt gäller att nettospetstrycket från CPT-sonderingen och skjuvhållfastheten utvärderad från vingförsöket inte minskar

Figur 5: Exempel på analys av resultat från modellförsöken.

33

Figur 6: Skjuvhållfastheten vid släntfot i försöksslänt Slumpån utvärderad från vingförsök där hänsyn inte tagits till överkonsolidering, där hänsyn tagits till överkonsolidering och skjuvhållfastheten beräknad utifrån resultaten av modellförsöken. lika mycket med OCR som den empiriska ekvationen, vilket visar på att avlastning har större påverkan på resultatet från skjuvförsök än på resultatet av CPT-sondering och vingförsök. Resultatet av vingförsöken visar att den odränerade skjuvhållfastheten bestämd med vingförsök är påverkad av det horisontella förkonsolideringstrycket och överkonsolideringen i horisontalled. Resultat av CPTsonderingarna visar att det inte är möjligt att enbart ur dessa försök med säkerhet säga vilket förkonsolideringstryck som har störst påverkan på nettospetstrycket.

Påverkan av det horisontella förkonsolideringstrycket kan dock urskiljas om man även använder empiriska data från andra studier.

Utifrån resultatet av modellförsöken och det vingförsök respektive den CPTsondering som utförts långt bakom släntkrön, där förhållandena överensstämmer med plan mark, har den odränerade skjuvhållfastheten i släntfot räknats fram för båda försöksslänterna. Dessa resultat har jämförts med resultatet av vingförsök och CPT-sonderingar utförda i släntfot. I figur 6 visas skjuvhållfastheten utvärderad från vingförsök där hänsyn inte tagits till överkonsolidering, Larsson et al, (1984), där hänsyn tagits till överkonsolidering, Larsson & Åhnberg (2003), tillsammans med skjuvhållfastheten beräknad utifrån resultaten av modellförsöken.

I figur 7 visas på motsvarande sätt skjuv34

Figur 7: Skjuvhållfastheten vid släntfot i försöksslänt Slumpån utvärderad från CPT-sondering där hänsyn inte tagits till överkonsolidering, där hänsyn tagits till överkonsolidering och skjuvhållfastheten beräknad utifrån resultaten av modellförsöken.

hållfastheten utvärderad från CPT-sondering där hänsyn inte tagits till överkonsolidering, Larsson & Mulabdic’ (1991), där hänsyn tagits till överkonsolidering, Larsson & Åhnberg (2003), och skjuvhållfastheten beräknad utifrån resultaten av modellförsöken. Figurerna redovisar resultaten från Slumpån, men resultaten från Partille är samstämmiga. Resultaten visar ● Att det behövs en extra korrektion av resultaten från vingförsök och CPT-sondering för överkonsolidering i horisontalled. ● Att en korrektion baserad på vertikal överkonsolidering ger relativt god överensstämmelse. Möjligen behöver korrektionen av resultat från CPT-sonderingen vara större än korrektionen baserad på vertikal överkonsolidering. Det är dock stor spridning i resultaten från modellförsöken, så denna slutsats är tämligen osäker.

Hur påverkas beräknad stabilitet

För att se hur den beräknade stabiliteten i en slänt påverkas om man korrigerar den odränerade skjuvhållfastheten från vingförsök och CPT-sondering för överkonsolidering, har stabilitetsberäkningar genomförts för de studerade slänterna i Partille och Slumpån. Vald odränerad skjuvhållfasthet har då baserats på odränerad skjuvhållfasthet utvärderad ifrån skjuvförsök och fallkonförsök på laboratoriet, vingförsök och CPT-sondering i fält samt

Figur 8: Vald skjuvhållfasthet i släntfot, försöksslänt Slumpån, baserad på samtliga utförda undersökningar då resultat från CPTsondering och vingförsök korrigerats för överkonsolidering och hänsyn tagits till tillförlitligheten i respektive metod. empiri. Stabilitetsberäkningar har gjorts både för fallet då skjuvhållfastheten utvärderad från CPT-sondering och vingförsök korrigerats med hänsyn till överkonsolidering och för fallet då ingen sådan korrektion gjorts. En vald skjuvhållfasthet baserad på samtliga utförda undersökningar då resultat från CPT-sondering och vingförsök korrigerats för överkonsolidering och hänsyn tagits till tillförlitligheten i respektive metod (fall 1) redovisas i figur 8. Vald skjuvhållfasthet bestämd på samma sätt, men då ingen korrektion av resultaten från CPT-sondering och vingförsök gjorts för överkonsolidering (fall 2) resulterar i en något högre vald skjuvhållfasthet i släntfot (för Slumpån, 2 till 5 kPa högre). Eftersom resultaten från skjuvförsöken bedömts mest tillförlitliga och därmed givits relativt stor betydelse, har vald skjuvhållfasthet också bestämts utan stöd av skjuvförsöken och utan korrektion av CPT- och vingresultat för överkonsolidering (fall 3). Den valda skjuvhållfastheten i släntfot är då ytterligare något högre, för Slumpån 7 till 12 kPa högre.

Vad innebär då detta för den beräknade stabiliteten? Den beräknade stabiliteten för Slumpån, med Slope/W, Morgenstern-Prices metod och baserad på vald skjuvhållfasthet då CPT- och vingresultat korrigerats för överkonsolidering (fall 1) är med odränerad analys Fc lika med 1,00 och med kombinerad analys Fk lika med Bygg & teknik 1/09

Hur kan raka rör leda till rakare pålar?

Fråga Golder.

© 2007, GAC

För en stadig grund att stå på kontakta Golder. Vi erbjuder problemlösning och strategisk rådgivning inom områdena geo- och miljöteknik. Tillsammans är vi mer än 6000 medarbetare på fem kontinenter.

Läs mer på www.golder.se.

www.golder.com 457_SWE_RLarsson_v2.indd 1 Bygg & teknik 1/09

35

12/13/07 10:53:52 AM

Larsson, R, & Mulabdic’, M. (1991).

Piezocone tests in clay. Statens geotekniska institut, Rapport Nr 42, Linköping.

Larsson, R, & Åhnberg, H. (2003).

Long-term effects of excavations at crests of slopes. Statens geotekniska institut, Rapport Nr 61, Linköping.

Larsson, R, Sällfors, G, Bengtsson, PE, Alén, C, Bergdahl, U, & Eriksson, L. (2007). Utvärdering av skjuvhållfasthet i kohesionsjord. Statens geotekniska institut. Revidering av SGI Information Nr 3, Linköping.

Löfroth, H. (2008). Undrained shear strength in clay slopes – Influence of stress conditions. A model and field test study. Diss. Chalmers tekniska högskola, Inst. för bygg- och miljöteknik, Avd. för geologi och geoteknik, Göteborg. Även Statens geotekniska institut, Rapport nr 71, Linköping.

Figur 9: Beräknad stabilitet med kombinerad analys för försöksslänt Slumpån baserad på vald skjuvhållfasthet då CPT- och vingresultat korrigerats för överkonsolidering (fall 1), men utan hänsyn till anisotropi.

0,97, figur 9. Ingen hänsyn har då tagits till anisotropi. Motsvarande beräkning då ingen korrektion gjorts av CPT- och vingresultat för överkonsolidering (fall 2) ger Fc lika med 1,05 och Fk lika med 1,00 och med vald skjuvhållfasthet utan korrektion av CPT- och vingresultat för överkonsolidering och utan stöd av skjuvförsöken (fall 3) Fc lika med 1,10 och Fk lika med 1,05.

De utförda stabilitetsberäkningarna visar att korrektion av CPT-sondering och vingförsök för överkonsolidering ger en något lägre beräknad stabilitet. Den är dock av begränsad betydelse för de studerade slänterna med låg överkonsolidering.

För slänter med högre överkonsolidering kommer en korrektion för överkonsolideringen vid utvärdering av den odränerade skjuvhållfastheten från CPT-sondering och vingförsök att ha större betydelse och den beräknade stabiliteten blir lägre.

Sammanfattande resultat

Sammanfattningsvis kan sägas att resultaten från den här studien visar på, att resultat från CPT-sondering och vingförsök

beror av det horisontella förkonsolideringstrycket och överkonsolideringen i horisontalled. En annan studie Larsson & Åhnberg (2003) visade att en extra korrektion behövs för överkonsolidering vid utvärdering av odränerad skjuvhållfasthet från CPT-sondering och vingförsök. Jämförelse av resultaten från dessa båda studier visar, att även om resultaten från CPTsondering och vingförsök huvudsakligen beror av det horisontella förkonsolideringstrycket och överkonsolideringen i horisontalled, ger en korrektion baserad på vertikalt förkonsolideringstryck och vertikal överkonsolidering en relativt god överensstämmelse. Dessa korrektioner finns inarbetade såväl i nyutgåvan av SGI Information 3 som i den nya versionen av datorprogrammet Conrad för utvärdering av CPT-sondering.

■

Referenser

Larsson, R, Bergdahl, U, & Eriksson, L. (1984). Utvärdering av skjuvhållfasthet i kohesionsjord. Statens geotekniska institut, SGI Information 3, Linköping.

kan...

• Pålning • Spontning • Grundförstärkning • Uthyrning Kungsängens Gård, 753 23 Uppsala Tel 018-69 25 00, Fax 018-10 27 15 info@chswahns.se, www.chswahns.se

36

Bygg & teknik 1/09

Masstabilisering under befintlig järnväg Det lokala järnvägsnätet Roslagsbanan, norr om Stockholms innerstad, anlades vid förra sekelskiftet.

Under sommarmånaderna år 2007 och 2008 har totalt en cirka 15 km lång sträcka på Österskärslinjen genomgått en omfattande upprustning. På linjen fanns sträckor där spårrörelser förekom som åtgärdades. På cirka en kilometer av dessa problemsträckor gick spåren på en låg bank som direkt vilade på organiska jordlager bestående av torv som överlagrade gyttja eller gyttjig lera. Som åtgärd valdes att masstabilisera den organiska jorden under den befintliga bankroppen.

Roslagsbanan med utgångspunkt från Östra station vid Valhallavägen utgör idag ett 65 km långt järnvägsnät i södra Roslagen.

Banan är en av de få smalspåriga järnvägar som finns kvar och har daglig persontrafik på tre linjer. Den första linjen Stockholm till Rimbo via bland annat Kårsta, Vallentuna och Danderyd öppnades 1885 för att förbinda Stockholm med järnvägslinjerna i mellersta Roslagen. Ändamålet var i första hand att använda banan för godstrafik och en av orsakerna till att man byggde smalspårigt (tre svenska fot, vilket blir 891 mm) var att man ville undvika omlastning i Rimbo då linjerna i mellersta Roslagen var smalspåriga. En annan viktig anledning var också att anläggningskostnaderna blev lägre. Trafiktrycket ökade starkt och fler linjer byggdes fram till 1937. När Roslagsbanan var som längst omfattade den 326 kilometer järnväg. Under 1950-, 1960- och 1970-talet lades flera delar ned och under åtskilliga tillfällen har trafiken helt hotats av nedläggning. Men under 1980-talet beslöt man att helt och hållet rusta upp den

Artikelförfattare är Gunnar Nilsson och Mikael Johansson, WSP Samhällsbyggnad, Stockholm.

Bygg & teknik 1/09

kvarvarande järnvägen och under senare år har ett omfattande upprustningsarbete pågått för att modernisera den över hundra år gamla banan.

Anläggning av Österskärslinjen vid förra sekelskiftet

År 1897 bildades AB Södra Roslags Kustbana av bland annat Österåkers kommun, traktens godsägare och StockholmRimbo Jernvegsaktiebolag (SRJ) för att bygga en smalspårig järnväg från Näsby till Åkersberga (16,1 km). Det var en tid av järnvägshausse och det fanns andra intressen som förordade en normalspårig bana från Stockholm via Vaxholm och sedan norrut, men till slut beviljades den smalspåriga kustbanan tillstånd från myndigheterna. Strax efter nyåret 1898 påbörjades arbetena för terrassering av banan och grundläggning för svängbron över Åkers kanal. Det var dock lättare sagt än gjort. Banan hade stakats ut över delvis mycket lösa jordar, där bankarna endast med stora svårigheter kunde terrasseras.

Markgenombrott, skred och ansenliga sättningar var ofta förekommande under fyllningsarbetena. Risbäddar lades ut under bankarna och till och med direkt under själva banöverbyggnaden som bestod av en halvmeter grus. Man försökte vid något tillfälle fylla med lätt material från en närbelägen mosse utan att lyckas, ”varvid den intilliggande månghundraåri-

ga åkern veckades till ett stelnat vågigt hav på cirka 100 meters avstånd åt båda sidor”. Det var framförallt bankarna vid Täljö som skapade de största problemen.

På grund av den besvärliga undergrunden blev Österskärslinjen försenad i närapå två år och stod klar i september 1901.

Då hade anläggningskostnaderna skjutet i höjden och blivit dubbelt så hög som ursprungskalkylen. AB Södra Roslags Kustbana stod på konkursens rand då SRJ gick in och tecknade ytterliggare aktier och blev på så sätt i praktiken ägare till bolaget. Den återstående sträckan till Österskär (2,3 km) byggdes av ett fastighetsbolag och öppnades i januari 1906. Samma år övertogs spåret av Kustbanan.

Upprustning av Österskärslinjen, bandelen Viggbyholm till Österskär

Under sommarhalvåren 2007 och 2008 genomfördes en omfattande upprustning av Österskärslinjen. Storstockholms lokaltrafik (SL) gav under 2006 WSP Samhällsbyggnad och Banverket projektering i uppdrag att projektera upprustningen för delen Viggbyholm till Österskär. WSP ansvarade för teknikområdena mark, geoteknik, brokonstruktion, VA och markmiljö medan BV projektering stod för BEST-projekteringen (bana, el, signal och tele) samt markkartering och inmätning. För projektledning och byggledning anlitades MKS Projekt AB.

Tidtypisk bild från terrasseringsarbeten för järnväg i början av 1900-talet (från SL/Spårvägsmuseets arkiv).

37

Figur 1: Österskärslinjen innan upprustningen, Täljö station och vid Hägernäs.

Upprustningen innebar bland annat ny banöverbyggnad, nya kontaktledningar, byte av äldre kontaktledningsstolpar och fundament samt förbättrad avvattning.

Den gamla bron över Åkers kanal, strax innan Åkersberga station, ersattes med en helt ny bro i samma planläge, men med nya stödlägen. Stationerna på sträckan rustades upp och byggdes om.

Arbetena delades upp i två etapper där etapp 1, mellan Rydbo och Österskär (9 km), genomfördes under en tre månaders avstängningsperiod sommaren 2007 och etapp 2 mellan Viggbyholm till Rydbo (6 km) utfördes under efterföljande sommarmånader. Under avstängningsperioden 2008 utfördes även arbeten med planskildheter och förberedelser för dubbelspår vid Galloppfältet söder om Viggbyholm, ett projekt som kopplades ihop med upprustningsetapp 2 när entreprenadgränserna drogs inför upphandlingen.

I upprustningsuppdraget ingick även att projektera permanenta åtgärder på sträckor som genom åren krävt återkommande spårjusteringar. Av de utpekade så kallade problemsträckorna utgjordes sammanlagt cirka 1 km av låga bankar som vilade på en undergrund bestående av torv och gyttja med underliggande mycket lös lera. Rälerna i dessa låglänta träskområden låg ofta endast en halvmeter över markytan som också ofta var liktydigt med grundvattenståndet, figur 1. Här stabiliserades järnvägens undergrund med så kallad masstabilisering, en förstärkningsmetod där man blandar de övre jordlagren (max djup cirka fyra till fem meter) med ett specialverktyg som samtidig blandar in bindemedel. De partier som masstabiliserades var under den första etappen Täljö station och områden både söder och norr därom, totalt cirka 500 m, samt i den andra etappen 2008, en nästan lika lång sträcka väster om Hägernäs station.

Val av förstärkningsmetod

Att förstärka undergrunden genom att utföra masstabilisering genom den befintli38

ga bankroppen inför den första etappen vid Täljö station var inte alldeles självklart. Att rusta upp järnvägen på den korta tiden, och i semestertider dessutom, var framförallt komplext logistiskt. De lokalvägar som fanns intill järnvägen hade många gånger begränsad bärighet och transporter måste till stor del ske längs med banan på terrassbotten. Markägargränser löpte i regel i banvallens släntfot, så det gick inte att bredda sig hur som helst med arbetsvägar och dylikt. Kort sagt, tidplanen låg fast oavsett vilken omfattning och typ av förstärkningsåtgärd som ansågs nödvändig under projekteringen och varje åtgärd var för tidplanen av ondo och komplicerade planeringen.

Det fanns flera saker som talade emot en masstabilisering av undergrunden vid Täljö. Dels fanns det en osäkerhet hur bankroppen var beskaffad. Generellt är Roslagsbanans underbyggnad uppbyggd av sand, men det fanns stor risk att man pressat ned sprängsten då det fanns större bergskärningar i närheten. Tillgängligheten för att genomföra undersökningar på spåret var begränsad och tillträde kunde endast ske under några få timmar nattetid.

Men den kanske största nackdelen var begränsningen av antalet entreprenadföretag med utrustning och den specialistkompetens som krävs för denna typ av arbeten. I Sverige finns för närvarande bara en entreprenör med egen utrustning och i Finland finns inte fler än man kan räkna dem med ena handens fingrar. Det fanns en risk att detta kunde begränsa antalet inkomna anbud varför man hade föredragit en metod som kunde utföras på ett mer konventionellt sätt med sedvanliga entreprenadmaskiner. Eftersom masstabilisering inte är generellt vanligt förekommande i Sverige så är kunskapen i allmänhet ringa för logistiken kring arbetena och vilken kringutrustning som krävs.

Tyvärr fanns inga masstabiliseringsobjekt att besöka vare sig i Sverige eller i Finland under perioden då resonemanget kring förstärkningsmetoder ägde rum.

Tillsammans med SL:s geotekniker samt projekt- och byggledning diskuterades några alternativa metoder som medför olika kvalitéer och kostnader. Förutom masstabilisering dryftades metoder som successiv urschaktning och återfyllning, masstabilisering i kombination med kalkcementpelare samt påldäck. Även alternativ med att förhindra sidoförskjutningar genom att förstärka på bägge sidor om bankroppen (släntfot och ut) med bindemedel eller sprängsten överlades och på så sätt möjliggöra transporter längs med banan under förstärkningsarbetena. Faktorer som kostnad, tid, produktion och kvalitet dryftades och till slut bedömdes alternativet med masstabilisering under bankroppen som det mest realistiska. Det beslöts att gå vidare med metoden och genomföra en provyta vid Täljö station. På grund av den snäva tidplanen och logistiken fick man dock pruta på överlast och liggtid.

Jordlagerförhållanden vid Täljö

Undersökningar genomfördes i spåret och indikerade att man inte hade trängt ner sprängsten i undergrunden och att bankroppen låg ytligt. Bankroppen vilade på en till fyra meter torv och gyttja på mycket lös lera. Mellan den organiska jorden och leran fanns ett frekvent halvmeter lager siltig sand.

Torven var mellan- till högförmultnad med en vattenkvot på 200 till 400 procent, vilket är vanligt i Stockholmsregionen. En förhållandevis låg vattenkvot jämfört med andra torvjordar. Den underliggande gyttjan som ofta var lerig hade en vattenkvot cirka 150 till 250 procent och den underliggande lerans vattenkvot var cirka 70 till 80 procent.

Inblandningsförsök

Varje karakteristiskt jordlager, torv, lerig gyttja och lera, blandades med fyra olika blandningar med ingredienserna cement och Merit 5000 som är framställd av torkad hyttsand. Förhållandet mellan cement/merit, CM, var 70/30 samt 50/50.

Bygg & teknik 1/09

I figur 2 redovisas resultaten från inblandningsförsöken i torven. Effekten av blandningen i torvjorden var som diagrammen visar magert. I Svensk Djupstabilisering Rapport 3 ”Stabilisering av organisk jord med cement- och puzzolanreaktioner – Förstudie” gjordes försök med liknande torvjordar med låg vattenkvot med samma magra resultat. I rapporten rekommenderades att vatten tillförs inblandningen för att öka vattenkvoten och därmed förbättra resultatet. Sagt och gjort!

Kompletterande prover genomfördes där vatten tillsattes varav resultatet förbättrades markant och det bedömdes att särskilt cementen skapade en positiv hållfasthetstillväxt i den stabiliserade torven med förhöjd vattenkvot.

För inblandningen 200 kg/m3 CM 70/30 ökade skjuvhållfasthetstillväxten med cirka 60 procent mellan 7 till 29 dygn.

Med ledning av genomförda inblandningsförsök bedömdes att förhållandet CM 70/30 var den mest optimala samt att inblandningsmängden 200 och 250 kg/m3 skulle testas i provytan. Man kunde också ana att tillförsel av vatten skulle kunna förbättra hållfasthetstillväxten i torvjorden.

Provyta vid Täljö station

En provyta på fem gånger tjugo meter fick precis plats intill Täljö station. Beroende på begränsad framkomlighet samt markägarförhållanden var det ogörligt att genomföra fler provytor längs sträckan.

Skanska grundläggning i samarbete med det finska entreprenadföretaget Niska & Nyyssönen fick uppdraget att masstabilisera provytan. Att utföra en provyta tjänar inte bara som en kontroll av stabiliseringseffekten i jorden utan också som en förövning till själva entreprenaden genom att man till exempel måste i detalj planera transporter av utrustning och bindemedel med hänsyn till vägars framkomlighet och bärighet med mera.

Ytan delades in i fyra lika delar där ena halvan av jorden blandades med bindemedelsmängden 200 kg/m3 varvid en av delarna blandades med tillförsel av vatten och den andra utan. Den andra halvan blandades med 250 kg/m3 bindemedel utan vattentillförsel, men där fyllningshöjden dubblerades på sista delen.

Inom provytan fanns cirka en och en halv meter mellanförmultnad torv på gyttjig lera och inblandningen av bindemedel utfördes ner till tre meters djup med ett så kallat trumverktyg se figur 3 och 4. Strax innan stabiliseringen genomfördes luckrades jorden upp med grävmaskin varvid man fick upp lerjord i torven.

Efter inblandningsarbetet lades en geotextil ut och två peglar per delyta monterades på duken. Därefter fylldes en halvmeter grus på provytan förutom den sista 40

Figur 2: Inblandningsförsök vid Täljö.

delytan där en meter fyllning utlades, figur 5. Efter en vecka lades ytterliggare 0,5 m fyllning på de tre första delytorna så att hela provytan fick samma nivå.

Provning genomfördes under tre tillfällen – en vecka, två veckor samt cirka fem veckor efter stabiliseringen. Under samtliga provtillfällen utfördes en kärnprovtagning på respektive delyta med så kallad S-Geobor och tre till fyra delar av kärnan provtrycktes och fotograferades. I övrigt gjordes två pelarsonderingar per delyta och tillfälle. Under första veckan genomfördes sondering, både med vinge och enbart spets (ø 50 mm). Därefter gick man över till att enbart sondera med spets.

Under första veckan gjordes även försök med vingförsök (finsk vinge), men den stabiliserade jordmassan bedömdes för fast för denna typ av kontrollmetod.

Att utvärdera den masstabiliserade jordens hållfasthet som är provad med olika metoder är en grannlaga uppgift. Den stabiliserade massan är inte homogen utan fastheten varierar på djupet och i utbredning. Provningarna genomfördes med olika metoder som provar olika stora volymer samt bedömdes ha olika noggrannheter vid utvärdering av den stabiliserade volymens skjuvhållfasthet. I detta specifika fall gjordes en subjektiv viktad utvärde-

ring där resultatet från de provade kärnorna gavs den högsta viktningen och sondering med enbart spets den lägsta.

Vid provtillfället en respektive två veckor efter stabiliseringen hade jordmassan varit varm, vilket tyder på att bindemedlet fortfarande brann och hållfastheten ökade med tiden.

Däremot efter fem till sex veckor hade massan svalnat betydligt. Någon markant förändring av hållfastheten med tiden har dock inte kunnat urskiljas ur provresultatet. Härtill var provomfattningen för liten och massan för inhomogen.

Ett antaget kriterium för en lyckad stabiliseringseffekt var att skjuvhållfastheten översteg 50 kPa i hela det stabiliserade blocket med ett snittvärde över 100 kPa, vilket samtliga provytor motsvarade.

Ytorna med 200 kg/m3 bedömdes ha en genomsnittlig skjuvhållfasthet av 200 kPa och ytorna med 250 kg/m3 bedömdes till 300 till 400 kPa. Någon förbättrad effekt av att tillsätta vatten för den första delytan kunde inte skönjas.

Ovanstående resultat var betydligt bättre än laboratorieresultaten och så här i efterhand borde inblandningsförsök i laboratoriet utförts på ett antal samlingsprover för samtliga inblandade jordarter, vilket bättre hade speglat verkligheten.

Men å andra sidan får man en antydan om sämsta tänkbara stabiliseringseffekt om man blandar lagervis.

Med ledning av ovanstående resultat föreskrevs att man i produktionsskedet skulle stabilisera med mängden 200 kg/m3 och blandningen cement/Merrit 5000, 70/30.

Genomförande av masstabilisering i Täljö

För entreprenaden kontrakterades Frijo som i sin tur anlitade Skanska grundläggning och Niska & Nyyssönen för stabili-

Figur 3: Masstabilisering av provyta vid Täljö station.

Bygg & teknik 1/09

Figur 4: Två typer av inblandningsverktyg för masstabilisering.

Till vänster ett så kallat trumverkyg och till höger verktyg använt vid Hägernäs.

Figur 5: Uppfylld provyta och kontroll.

seringsarbetet. Ungefär 500 meter bana förstärktes genom att masstabilisera undergrunden av torv och gyttja och en bit ner i lerjorden. Innan stabiliseringen

genomfördes för respektive lamell luckrades volymen upp av grävmaskin. Dels för att rensa från eventuella hinder såsom rustbäddar och block, men också för att

underlätta inblandningen och förbättra stabiliseringseffekten genom att föra upp lera i torvjorden. När stabiliseringen slutförts för respektive lamell rullades en geotextil ut och på denna lades ett jordarmeringsnät. Därefter fyllde man på med en halvmeter grus.

Masstabiliseringens djup varierade mellan cirka en och en halv till fyra meter med en bredd av sex meter under järnvägen. Det var endast intill fastmarkspartierna samt under Täljö station som stabiliseringen nådde fast botten. I övrigt stabiliserades jorden en bit ner i den lösa leran och fungerade då som ett svävande block.

Man kan likna den stabiliserade volymen som en jättelik rustbädd. Densitetsökningen genom att blanda in bindmedlet är endast fem procent, vilket bedömdes som försumbart. Masstabiliseringen nyttjades även vid schakt för kontaktledningsfundament med gott resultat (en spontlåda lyftes dock ned i gropen av arbetarskyddsskäl) samt underlättade även byggtransporterna på terrassytan i väsentlig grad. Stabiliseringen kontrollerades med pelarsondering som kompletterades med kärnprovtagning, typ S-Geobor.

Efter att överbyggnaden lagts på terrassytan befästes avvägningspunkter på sliprarna som avvägdes månadsvis under ett år. På huvuddelen av den stabiliserade sträckan uppmättes sättningar under två centimeter som avklingade efter endast några månader. Som mest uppmättes sättningar på fyra till sex centimeter och det tog mellan ett halvår till ett år innan de i det närmaste avklingade. Inga spårjustering erfordrades. Detta var ett mycket gott resultat med tanke på att överlast hade utelämnats och liggtiden för bankroppen var begränsad, se figur 6.

Masstabilisering vid Hägernäs Figur 6: Kontrollavvägning söder om Täljö station.

Bygg & teknik 1/09

Efter de förhållandevis lyckade resultaten vid Täljö under sommaren 2007 genomfördes motsvarande masstabilisering vid Hägernäs station. De geotekniska förut41

sättningarna var lite annorlunda än under föregående år varför två provytor utfördes. Provytorna representerade två olika karakteristiska förhållanden för den planerade masstabiliserade sträckan. Under provyta 1 fanns cirka två meter organisk jord bestående av låg- eller mellanförmultnad torv (vattenkvot w lika med 300 till 460 procent) på ett tunt lager gyttja (w lika med 130 till 170 procent) som vilade på cirka åtta meter mycket lös lera (w lika med 60 till 70 procent) på morän. Provyta 2 och den sträcka som den representerade skiljde sig från den förstnämnda genom att den ovanliggande torv- och gyttjelagret var tunt eller icke existerande.

Provytorna gjordes tio gånger fyra meter för att över huvud taget få plats.

Ytorna delades upp i två halvor som blandades med mängden 200 kg/m3 och 250 kg/m3 och fördelning CM 70/30. För provyta 2 stabiliserades jorden ned till fast botten. Framförallt i provyta 2 blev det trögblandat väldigt fort varför blandningen fick avbrytas tidigare än beräknat.

Samma företeelse kunde också observeras föregående år då lerinslaget var stort i den stabiliserade volymen.

Provytorna stabiliserades av LCM AB med en annan typ av inblandningsverktyg än tidigare år, se figur 4, men i övrigt genomfördes provytorna på samma sätt men med enbart en halvmeter grusfyllning och ingen inblandning av vatten.

Sondering genomfördes efter en vecka samt sondering och kärnprovtagning med S-Geobor efter tre veckor. Istället för att pelarsondera med vinge gjordes fem till tio stycken CPT-sonderingar per provomgång och provhalva där utvärderingen baserades på ett medelvärde. (CPT står för Cone Penetration Testing) Spridningen mellan de enskilda CPT-sonderingarna var stor även om medelvärdet verkade realistiskt. Sonderingarna indikerade att

den första en till en och halv metern var lösare än förväntat medan underliggande nivåer var fastare. Resultaten av kärnprovtagningen var dock mer oroande och skulle man tro dessa hade ingen eller mycket liten effekt uppnåtts i de övre delarna.

Därför grävdes ett par provgropar i yta 1 och på yta 2 fylldes ytterliggare en halvmeter grus varvid sättningarna mättes. Av provgroparna kunde konstateras att kärnproverna inte var representativa och att vattnet som använts vid provtagningen hade luckrat upp proverna. En mängd handhållna sticksonderingar genomfördes i provgroparna och man kunde konstatera att stabiliseringen var tillfredställande, men att det fanns lösa fickor mellan den fasta stabiliserade jorden. Provgroparna schaktades utan problem och var helt torra.

Grundvattnet stod ju i markytan, vilket visar att volymen hade en acceptabel homogenitet även om det inte gick att genomföra kärnborrprov. Det bedömdes att halvan med inblandningsmängden 250 kg/m3 var mer homogen än den intilliggande volymen med 200 kg/m3. Om det berodde på högre bindemedelsmängd eller om blandningsarbetet varit bättre är osäkert, men eftersom objektet var av karaktären ”no return” beslutades att stabilisera hela sträckan med mängden 250 kg/m3 och CM 70/30. För provyta 2 uppskattades den genomsnittliga kompressionsmodulen mellan 6 till 15 MPa, vilket bedömdes som acceptabel.

Det var även LCM AB som genomförde masstabiliseringen i entreprenaden med Sveab som huvudentreprenör. Den masstabiliserade sträckan var cirka 400 m och liksom tidigare år utgjordes en stor del av den stabiliserade jorden som ett svävande block nedförd i lerjorden, figur 7. Stabiliseringsdjupet varierad mellan två till cirka fyra och en halv meters djup.

Liksom tidigare år luckrades lamellerna upp med grävmaskin och jorden rensades från block och bitvis utlagd rustbädd. För att underlätta inblandningsarbetet blandades vatten in i jorden under uppluckringen. Till skillnad från arbetena vid Täljö fanns det obegränsad vattentillgång från intilliggande å. Svällande massor (cirka en halvmeter) schaktades bort och en halvmeter grusfyllning utlades på geotextil och jordarmeringsnät. På detta kom senare järnvägens överbyggnad, en halvmeter makadam. Provning genomfördes med pelarsondering med vinge. Ett par lokala fickor med lös jord anträffades varför ytterliggare sonderingar gjordes för att kontrollera att dessa inte var utbredda. Totalt sett uppnådde stabiliseringen kraven och det bedömdes att de lokala fickorna med lös jord var så pass små att de kunde överbryggas med jordarmeringsnätet. Under skrivande stund har endast ett fåtal avvägningsomgångar genomförts vilka görs månadsvis. Efter ett halvår bör man få klarhet i hur sättningarna utvecklas.

Slutsats

Upprustningen av järnvägen genomfördes under stor tidspress i semesterperiod och trots detta kunde man genomföra en så pass specialiserad förstärkningsmetod som masstabilisering även om det ofta var trångt på arbetsplatsen. Eftersom järnvägsbanken var låg kunde det masstabiliserade jordblocket göras svävande i lerjorden. Stabiliseringen genomfördes utan brukande av överlast och med begränsad liggtid för bankroppen. Acceptabla sättningar har uppmätts på den första etappen (mätningar på den andra pågår).

Stabiliseringseffekten i torven bedöms öka betydligt om man först luckrar upp jorden med grävmaskin och för upp lerjord till ytan. Tillsättning av vatten under inblandningsarbetet bedöms ge ett bättre blandningsarbete och därmed en mer homogen massa.

Kontroll av masstabiliseringens kvalité är en delikat uppgift. Liksom all undersökning i heterogen jord som till exempel fyllningar, går inget upp mot en ”gammal hederlig” provgrop med okulär besiktning. Den besiktigade volymen är så pass mycket större än vid provtagningar och sonderingar att den ger en väsentligt mycket bättre information. Om masstabiliseringen går till fast botten kan volymen provbelastas genom att fyllning läggs på ytan och sättningar mäts, vilket ger ett gott mått på den genomsnittliga fastheten.

Kärnprovtagningar och sonderingar ger enbart indikationer om kvalitén. För att ta kärnborrprov med typ S-Geobor, måste jordmassan vara relativ homogen annars kan helt missvisande resultat uppnås. ■

Referens 42

Figur 7: Masstabilisering vid Hägernäs.

Roslagsbanan 100 år, utgiven av Storstockholms Lokaltrafiks Järnvägar, 1985.

Bygg & teknik 1/09

CM-bindemedel* för VWDELOLVHULQJ RFK VROLGLÀHULQJ av förorenade sediment och muddermassor *CM-bindemedel en blandning av FHPHQW RFK 0HULW ¿QPDOG granulerad masugnsslagg).

Specialstabilisering i Stockholm AB gemensamägt av Cementa AB och SSAB Merox AB För mer information se hemsidan, www.specstab.se

Din totalleverantör av mätteknik under markytan Mätteknik under markytan www.geometrik.se

Bygg & teknik 1/09

43

Eurokod 7 – ur ett fågelperspektiv

De kurser som under hösten 2008 startades upp inom Implementeringskommission för europastandarder inom geoteknik (IEG), visar att det finns en potential för att den kunskap som nu mer eller mindre alla geotekniker måste inhämta, kan bli en positiv explosion i kreativ kunsskapsinhämtning som höjer kvaliteten i geobranschen. Hur det blir beror på dig! Om du sällar dig till påfåglarna, ugglorna eller strutsarna.

Påfåglarna

Påfåglarna karakteriseras av sin nyfikenhet och flexibilitet. Nya metoder och tankesätt är till för att testas och utvärderas. Är det nya tankesättet bättre tar man till sig det fullt ut, är det sämre så kämpar man för att få behålla åtminstone delar av det gamla tankesättet.

Ugglorna

En uggla kännetecknas av sin stora kunskap inom geotekniken. Erfarenhet kombinerat med god baskunskap, gör det svårt för ugglan att ta till sig det nya systemet som till att börja med verkar ologiskt. Det krävs mycket argumentation

för att övertyga en uggla om att ny kunskap är bättre än gammal.

Strutsarna

Denna kategori har inget intresse av att ta till sig de nya standarderna. Man är fullt nöjd med gårdagens system och ser inget behov av att göra några förändringar.

Geoteknik är ju erfarenhet och erfarenhet kan inte standardiseras.

Du påverkar utvecklingen!

Vilken effekt eurokoderna kommer att få för geobranschen, ditt företag och för dig, beror i huvudsak på dig själv! Det är nu vi måste bestämma oss för om vi vill bjuda till lite extra för att göra det bästa av de nya standarderna och se till att de skapar förutsättning för kompetens- och kvalitetshöjning i branschen eller om vi vill vara strutsar som påtvingas ett system vi inte vill ha.

Artikelförfattare är Gunilla Franzén, tekn sekr IEG och forskningschef Väg och Bana, VTI, Linköping.

Kan vi välja bort eurokoderna?

Om jag nu är en struts, kan jag då välja bort eurokoderna? EU:s och EFTA:s medlemsländer är eniga om att eurokoderna ska användas som styrande referensdokument med bland annat följande ändamål; ● att påvisa att byggnader och anläggningar uppfyller de väsentliga kraven i Byggdirektivet, i synnerhet när det gäller bärförmåga, stadga, beständighet och brand.

Faktaruta IEG

På initiativ av Svenska Geotekniska Föreningen, i dialog med branschen, bildades IEG i september 2005.

Målsättningen var att ta ett helhetsgrepp om implementeringen.

Ur IEG:s stadgar: ”IEG är en ideell förening, under Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademiens, IVA:s, hägn, som har till uppgift att initiera, samordna och utföra arbete som krävs för implementering av Europastandarder inom Geoteknikområdet, vilka inom de närmaste åren enligt EU-direktiv och lagen om offentlig upphandling kommer att ersätta och komplettera stora delar av dagens svenska geotekniska regelverk. Syftet är också att säkerställa att det tas fram nödvändiga hjälpmedel i form av anpassade handböcker o. dyl.”

IEG:s arbetsområde omfattar bland annat standarder från följande tekniska kommittéer inom CEN: ● CEN/TC 250/SC7, Geoteknisk dimensionering – EN 1997 ● CEN/TC 288, Utförande av geokonstruktioner. ● CEN/TC 341, Geotekniska undersökningar och provning ● CEN/TC 189, Materialstandarder.

Hemsida: www.ieg.nu.

Figur 1: Vilken väg ska vi pingviner gå?

44

FOTO: G FRANZÉN

Vad händer när en hel bransch samtidigt ska sätta sig på skolbänken för att lära sig ett nytt sätt att tänka? Blir det en explosion i kreativ kunskapsinhämtning som lyfter branschens förmåga att analysera och ta hand om verkliga problemställningar ett par nivåer? Eller blir det en frustrerad diskussion över varför förändringarna görs och irritation över de frågor som ännu inte fått sina svar?

Bygg & teknik 1/09

en grund för att upprätta kontrakt för byggande och tillhörande ingenjörstjänster.

Detta innebär att även strutsen måste följa eurokoderna. ●

Kurser för alla typer av fåglar

IEG:s kurser vänder sig till alla typer av fåglar inklusive blandfåglar som beroende på dagsform är uggla, struts eller påfågel.

Kurserna fokuserar på tillämpning av eurokoderna och tar ett helhetsgrepp. Det handlar inte enbart om att välja en partialkoefficient i en tabell, utan lika mycket om arbetssättet i branschen.

Blandningen av kursdeltagare gör att det blir livliga diskussioner om vad som är rätt och fel. Om det nu finns något som är helt fel eller helt rätt? Detta gör att den mest inbitne struts lyfter upp huvudet, borstar bort sanden ur ögonen och uppfattar en del positiva möjligheter med eurokoderna under kursdagarna.

Några möjligheter som presenteras

Det finns många möjligheter till kunskaps- och kvalitetshöjning med de nya standarderna och några av de argument som lyfts fram i IEG:s kurser sammanfattas nedan.

A1 Grunder – visar på möjligheterna med; ● att lägga mer omsorg på att välja dimensionerande materialparametrar som inte enbart beror på uppmätta undersökningsresultat utan även tar hänsyn till erfarenhet och tillämpning ● en strukturerad informationshantering som tillämpas genom hela projektet, från förstudie till relationshandling ● ett gemensamt språk för konstruktörer och geotekniker i Sverige och i övriga Europa.

Faktaruta IEG-kurser

IEG har i huvudsak två typer av kurser: A – grundläggande kurser med mål att man ska känna till och förstå bakgrunden med de nya europastandarderna. För många kommer det att vara tillräckligt att gå dessa kurser för att ta till sig de nya verktygen.

B – fördjupningskurser för respektive tillämpning/konstruktion, där målet är att man ska behärska och kunna ifrågasätta det som står i europastandarderna, genom att tillämpa det på ett eget aktuellt projekt. Denna kursnivå riktar sig till geokonstruktörer respektive geoprojektörer med speciellt intresse för vissa tillämpningar.

A1 Grunder, B2 Pålar och B4 Slänter och bankar är i full gång, och nya kurstillfällen genomförs under våren 2009.

B1- och B3-kurserna som behandlar plattor respektive stödkonstruktioner startar under våren 2009.

Ladda ner kursprogram från www.ieg.nu.

B1 Plattor – visar på möjligheter med; en strukturerad metodik för att beakta samtliga brottmekanismer, såsom glidning, bärighetsbrott, stjälpning.

B2 Pålar – visar på möjligheterna med; ● att i större utsträckning använda statisk och dynamisk provbelastning för dimensionering ● att tillämpa utförandestandarderna som ett verktyg ● en systematik för dokumentering.

B3 Stödkonstruktioner – visar på möjligheterna med; ● att fokusera på kontroll och uppföljning med hjälp av geoteknisk kategori ● ett gemensamt språk för konstruktörer och geotekniker.

B4 Slänter och bankar – visar på möjligheterna med; ● att systematiskt studera skillnaderna mellan en kort/ytlig glidyta och en lång/ djup glidyta ● att utvärdera relevant information till modellen av verkligheten ●

Vill du bidra?

Vill du bidra till en positiv explosion i kre-

Vilka är med i IEG

IEG består av representanter från myndigheter, konsulter, entreprenörer, högskolor, forskningsinstitut, materialtillverkar och leverantörer.

IEG:s styrelse består av följande personer: Mårten Lindström, More10 AB, ordf Håkan Stille, KTH, vice ordf Lovisa Moritz, Vägverket Magnus Karlsson, Banverket Lars Göransson, Boverket (adj.)

Bo Berggren, SGI Björn Dehlbom, Ramböll Sverige AB Stefan Larsson, Skanska/KTH Anders Kullingsjö, Skanska Christer Hermansson, Safe/Europile Agne Minser, Byggros Tomas Franzén, SveBeFo Gunilla Franzén, VTI, tekn. sekr. (adj.)

ativ kunskapsinhämtning inom geo-branschen?

Ett sätt är i så fall att du redan i dag anmäler dig till några av IEG:s kurser, där du tillsammans med övriga ”fåglar” kan påverka hur framtidens plattform för geoteknik ska se ut. IEG hoppas att just du vill bidra!

■

Referenser

BJ Gallagher Hateley & W.H. Schmidt, En påfågel bland pingviner ISBN 91850001-01-5.

Läste Du det i Bygg & teknik?

FOTO: L STARK Bygg & teknik 1/09

Figur 2: IEG:s kurser – en kreativ kunskapsinhämtning.

Du vet väl att Bygg & tekniks innehållsregister från 1997 och framåt numera finns på vår hemsida: www.byggteknikforlaget.se 45

Geokonstruktioner av stabiliserade/solidifierade förorenade muddermassor I många svenska hamnar och farleder finns det förorenade sediment.

Behovet av muddring i Sverige och i våra nordiska grannländer kommer under de närmaste åren att omfatta miljontals kubikmeter muddermassor. Muddring behöver utföras dels som underhållsmuddring, periodiskt till följd av naturlig avsättning av sediment, dels på grund av fartyg med större djupgående och ökat krav på ”clearance” (fritt avstånd mellan fartygsbotten och havsbotten) och naturligtvis även i samband med utbyggnad av hamnar och breddning av farleder.

De konventionella metoderna att hantera förorenade muddermassor är att tippa massorna ute till havs eller placera dem på deponier på land. Miljömyndigheternas och allmänhetens acceptans för alternativet tippning till havs är liten bland annat på grund av oron för våra kuster och hav. Att deponera muddermassorna på land är mycket kostsamt. Genom utvecklingen av metoden att stabilisera/solidifiera de förorenade muddermassorna har ett miljövänligt och kostnadseffektivt sätt att på plats behandla och sedan använda de behandlade massorna kommit fram Svedberg & Holm (2007). Detta möjliggör ett nyttiggörande av de förorenade muddermassorna till exempel för att skapa nya hamnområden.

Stabilisering/solidifieringsmetoden (S/S) innebär i korthet att mobiliteten hos kemiska ämnen och substanser reduceras markant och/eller att dessa innestängs fysikaliskt samt att de geotekniska egenskaperna förbättras väsentligt. I praktiken innebär detta en ”miljösäkring” och en möjlighet att använda muddermassorna i geokonstruktioner. Inom projektet StabArtikelförfattare är Göran Holm, Statens geotekniska institut, Linköping, Stefan Larsson och Fredrik Beyer, Skanska Sverige AB, Region Grundläggning, Solna, samt Matthew Batman och Christian Genberg, Ramböll, Göteborg.

46

con pågår ett utvecklingsarbete för S/Smetoden som bland annat syftar till att ta fram underlag för nyttiggörande av behandlade förorenade sediment i geokonstruktioner i till exempel hamnar.

Stabilisering/solidifiering ger material användbart i geokonstruktioner

Situationen i svenska hamnar skiljer sig åt i relativt stor utsträckning avseende dels behov och omfattning av muddring och dels förekomst av förorenade sediment, såväl typ av sediment som typ av föroreningar inklusive halter av olika föroreningar. De föroreningar som förekommer är dels metaller, dels organiska föroreningar såsom PCB, PAH och TBT. Inom det pågående Stabcon-projektet studeras hur olika sediment med olika föroreningsmatriser lämpligen ska stabiliseras/solidifieras för att de behandlade sedimenten ska erhålla erforderliga egenskaper avseende utlakning av föroreningar samt hållfasthet och permeabilitet. Hittills utförda försök visar att ett bindemedel be-

stående av cement och Merit 5000 kan ge önskad effekt på både miljöegenskaper och geotekniska egenskaper. I figur 1 och figur 2 visas exempel på resultat hos laboratorietillverkade prover. I figur 1 i form av tryckhållfasthet hos prover där ett bindemedel bestående av cement och Merit 5000 blandats in i en totalmängd av 100 respektive 200 kg/m3 och i proportionerna 70/30, 50/50 och 30/70. Av figuren framgår att tryckhållfastheter i storleksordningen 500 till 1 200 kPa har erhållits redan 28 dygn efter inblandning. Provet CM30/70 100 visar på en kraftig ökning av hållfastheten från en till fyra månader.

Hållfasthetsutvecklingen under längre tid studeras inom Stabcon-projektet.

I figur 2 visas resultat från Stegeludden (kommande ny hamn i Oxelösund) av lakförsök dels på det förorenade sedimentet självt och dels på det stabiliserade/solidifierade sedimentet med 150 kg/m3 bindemedel CM50/50. Härav framgår den markant minskade utlakningen av PAH och PCB efter stabilisering. Lakförsöken (skakförsök) utfördes på krossade prover som lagrats i ett dygn efter inblandning av

Figur 1. Tryckhållfasthet hos stabiliserade förorenade sediment från Oxelösund hamn (CM är lika med CementMerit).

Bygg & teknik 1/09

bindemedel. Under detta dygn var provet belastat med 18 kPa simulerande en överbyggnadskonstruktion för en hamnyta.

Laboratorieförsök på andra sediment med andra föroreningar från andra hamnar har visat goda resultat avseende såväl lakegenskaper och geotekniska egenskaper hos de stabiliserade sedimenten.

Geokonstruktioner av stabiliserade/ solidifierade massor

Figur 2: Resultat av lakförsök (skakförsök) för Stegeludden på sedimentet och det stabiliserade sedimentet (CM är lika med CementMerit).

Figur 3: Exempel på olika lastnivåer vid en kajkonstruktion.

Spontkaj Fyllning

Överbyggnad Stabiliserade/solidifierade muddermassor

Befintlig jord exempelvis pelarstabiliserad

Morän Berg

Figur 4: Exempel på geokonstruktion med stabiliserade/solidifierade muddermassor bakom en spontkaj.

Pålkaj

Överbyggnad

Sprängstensavfall

Stabiliserade/solidifierade muddermassor

Morän Berg

Figur 5: Exempel på geokonstruktion med stabiliserade/solidifierde muddermassor bakom en pålkaj med sprängstensvall.

Bygg & teknik 1/09

Geokonstruktioner som används i hamnområden är i viss mån unika och är anpassade efter platsspecifika förutsättningar och krav. Oftast används geokonstruktioner i kajer, pirer och vid förstärkning av terminalytor.

Trots att många olika geokonstruktioner har använts i hamnområden genom åren, till exempel gravitationsmurar, pålgrundläggningar, förstärkningslager under terminalytor etcetera, så är det oftast endast några få som väljs i dagens läge. De vanligaste geokonstruktionerna som används idag är spont-, pål- och stödmurskonstruktioner i kajer. Eftersom utfyllning vanligtvis utförs i samband med expansionen av hamnområden blir masstabilisering (beskrivs nedan) en allt vanligare metod vid utformning av geokonstruktioner för terminalytor.

Inom hamnområden bedrivs många olika verksamheter och dagligen belastas dessa områden med stora laster. Dessa laster uppkommer både från verksamheten i vattnet och på land. Lasterna på land kommer från till exempel kranar, grensletruckar, containrar, transportfordon och byggnader. Ett typexempel på ett hamnområde med olika belastningsnivåer illustreras i figur 3. För att grovt förenkla kan dessa olika belastningsnivåer indelas i tre nivåer, det vill säga normal/tung vägtrafik (BEL 1), lätt/tung hamnverksamhet (BEL 2) och extremt tung hamnverksamhet (BEL 3). De största lasterna (BEL 3) finns oftast på och nära kajen, till exempel kranar, medan de mindre lasterna till exempel personbilar och byggnader brukar finnas längre bort från kajen. Vanliga lastnivåer inom BEL 1 är mindre eller lika med 2 ton/m2 medan lasterna intill kajen brukar vara i storleksordning 4 till 7 ton/m2. Det ska uppmärksammas att lasterna kan vara mycket större.

Stabiliserade/solidifierade förorenade muddermassor kan användas i olika geokonstruktioner på olika sätt och i olika omfattning. Det finns en flexibilitet i användningen som gör att metoden kan vara lämplig i många fall. I figur 4 och figur 5 visas som principskisser två exempel på hur de behandlade muddermassorna kan användas i geokonstruktioner. I det ena fallet, figur 4, har vid en spontkaj de stabiliserade/solidifierade muddermassorna placerats innanför en fyllning grundlagd på stabiliserad befintlig jord.

I det andra fallet, figur 5 på, har vid en spontkaj de stabiliserade/solidifierade mud47

Structure C

Structure A

● ●

●

● ● ● ● ● ●

Figur 6: Överbyggnadskonstruktion vid 80 kPa tryckhållfasthet hos de stabiliserade muddermassorna och lastnivå BEL 1 Structure C, respektive 160 kPa tryckhållfasthet och lastnivå BEL 2 Structure A.

dermassorna placerats innanför en sprängstensvall.

Dimensioneringen av geokonstruktioner av stabiliserade/solidifierade förorenade muddermassor ska förutom sedvanlig dimensionering av geokonstruktioner omfatta recept för bindemedel för att uppnå erforderliga egenskaper hos de stabiliserade muddermassorna avseende både geotekniska egenskaper och lakegenskaper så att miljökraven uppfylls avseende utlakning av föroreningar. Angående överbyggnad/förstärkningslager kan exemplifieras följande: ● Är kravet att uppnå en tryckhållfasthet hos det behandlade sedimentet av 80 kPa i område med BEL 1 kan en överbyggnad vara uppbyggd som Structure C i figur 6. ● Är kravet en tryckhållfasthet hos det behandlade sedimentet av 160 kPa i område med BEL 2 kan överbyggnaden ser ut som Structure A i figur 6.

Projektering

Projekteringsgången omfattande stegen förstudie, design, kontroll och uppföljning visas i figur 7.

Förstudie. Syftet med en förstudie är att snabbt kunna avgöra huruvida stabilisering/solidifiering är en lämplig metod med avseende på geotekniska, ekonomiska och miljötekniska frågeställningar i 48

förhållande till platsspecifika krav. Förstudien utförs med stöd av redan tillgänglig information men kompletteras med geotekniska och miljögeotekniska undersökningar om så erfordras för att klarlägga typ av sediment och föroreningssammansättning/-grad. Det är också viktigt att man i förstudien samlar och värderar tillräckligt med data relaterat till potentiellt utförande av stabilisering/solidifiering så att det går att avgöra om metoden är kostnadseffektiv. Det kan exempelvis vara aktuellt att utvärdera en kombination av metoder såsom masstabilisering i kombination med kalkcementpelare. Bedömning av möjliga metoder och lämpliga bindemedel kan göras med stöd av litteratur, databaser och resultat från tidigare utförda projekt. Oftast behöver det dock göras laboratorieförsök innan en större erfarenhetsbas har byggts upp. I bedömningen av olika lösningar bör det ingå en riskbedömning av alternativa hanteringar av de förorenade sedimenten (tippning till havs, stabilisering/solidifiering och användning i geokonstruktioner, deponi på land).

Kostnadsnivån för de olika alternativen är av storleksordningen 25 till 50 kr/m3 för tippning till havs, 200 till 400 kr/m3 för stabilisering/solidifiering och användning i geokonstruktioner och 1 500 kr/m3 för deponi på land, se figur 8 på sidan 50.

● ● ●

●

Figur 7: Projekteringsgång.

Det bör observeras att kostnader är mycket platsspecifika.

Rapporteringen av förstudien bör innehålla en introduktion och syfte med de bedömda valmöjligheterna; beskrivning av platsen, karaktärisering av jordens egenskaper och föroreningsgraderna, konceptuell beskrivning av stabiliseringen/solidifieringen, tekniska krav och kriterier, resultatet av förstudien med tydlig grund för beslut samt förslag på lämplig metod eller kombination av metoder.

Design. Första steget i designprocessen är att granska förstudien och identifiera eventuella kunskapsluckor. En utförandeplan utformas som specificerar och tydliggör mål, roller och ansvarsområden, tids- och arbetsplan, metoder för utförande, övervakning och kontroll både under utförandet och under bruksstadiet samt planer för eventuellt underhåll. Det huvudsakliga syftet med utförandeplanen är att bereda arbetet så att man gör rätt Bygg & teknik 1/09

byrå4

Norrbro, Stockholm

Lyckad grundförstärkning med Wassara™ Casing System

Miljö- & Geoteknik Vi erbjuder: ¾ Geotekniska utredningar ¾ Fältundersökningar ¾ Geofysiska undersökningar ¾ Miljötekniska markundersökningar ¾ Radonutredningar ¾ Besiktning och kontroll ¾ MKB och Riskanalys ¾ Vibrationer, buller och syneförrättningar ¾ Mät, kart och GIS

Återförsäljare och teknisk support för svenska marknaden är GEOMEK. Forhandler og teknisk support for Danmark er Rotek A/S.

mer information www.bjerking.se Uppsala

Stockholm

Enköping

018-651100

08-4555600

0171-153800

Bygg & teknik 1/09

info.wassara@lkab.com www.wassara.com

49

Figur 8: Hanteringskostnader för rena respektive förorenade sediment, Svedberg (2008). från början. Det är ofta lämpligt att olika kompetenser samverkar i detta arbete.

Aktuella bottensediment och föroreningstyper/-grader har identifierats och utvärderats under förstudien. Innan designprocessen kan fortskrida måste dock alla resultat från förstudien granskas och det måste i ett så tidigt skede som möjligt avgöras vilka typer av kompletterande undersökningar som måste utföras. Kompletterande undersökningar kan vara ytterligare klarläggande av variationerna av föroreningssituationen, fördjupade analyser av sedimentens egenskaper (miljö och geoteknik), batymetrisk och topografisk undersökning av sjö- eller havsbotten.

Lämpligt bindemedel och erforderlig mängd bestäms utifrån tidigare erfarenheter och utifrån inblandningsförsök som kan utföras både i lab och i fält. Syftet med inblandningsförsök är att bestämma lämplig typ/sammansättning och mängd av bindemedel i relation till de egenskaper som eftersträvas. Eftersom sedimentens egenskaper och föroreningsinnehåll kan variera väsentligt är det viktigt att inblandningsförsök utförs för representativa förhållanden och att bindemedlet har hög robusthet. Hållfasthets- och deformationsegenskaper samt permeabilitet studeras och hur de varierar med tiden. Dessutom testas lakegenskaperna för att studera hur stabiliseringen lyckats med att reducera utlakning av exempelvis PAH:er, PCB:er, metaller, tennorganiska föreningar (TBT). Labförsöken ger också en indikation hur bearbetbar jorden är. I laboratoriet testas normalt ett antal bindemedelsblandningar varav en eller ett par sedan kan testas/verifieras i fältförsök.

Det går idag inte att i laboratoriet helt efterlikna fältförhållanden. Om man inte har erfarenhet av ett mycket liknande projekt kan det vara viktigt att utföra fältförsök, helst på en representativ plats inom det tänkta stabiliseringsprojektet. Det främsta syftet med fältförsök är att verifiera/optimera de utifrån labförsöksresultaten valda dimensionerande egenskaperna och bindemedlen, testa utrustning och optimera själva utförandeprocessen. Det är väsentligt att de tester som utförs i sam50

band med fältförsöket är av hög kvalitet och tillräckligt omfattande. Dessa tester bildar också grund för utformning av kontrollprogrammet för efterkommande arbeten.

Resultaten från laboratorieförsöken och fältförsöket sammanfattas och tillvaratas i den slutliga dimensioneringen för stabiliseringen/solidifieringen. Om resultaten från fältförsöket visar att de egenskaper som eftersöks inte uppnås, krävs det en nogsam analys över vilka åtgärder som behöver tas till för att uppnå de egenskaperna som erfordras. Den slutliga designen ska innefatta specifikationer avseende typ och mängd bindemedel, toleranser, kriterier avseende utlaknings-, hållfasthets- och deformationsegenskaper samt kontrollprogram för verifiering av de parametrar som ingår i designen. Dessutom bör designen innehålla en åtgärdsplan vid avvikelse mot konstruktionsförutsättningarna.

Det krävs enligt Miljöbalken en tillståndsansökan innan stabilisering/solidifieringsprojekt kan genomföras. Tillståndsansökan består av en miljökonse-

kvensbeskrivning (MKB) samt en teknisk beskrivning (TB). Miljökonsekvensbeskrivningen syftar till att beskriva den miljöpåverkan en stabilisering/solidifiering innebär på kringliggande miljö. I korthet ska en MKB innehålla en beskrivning över verksamheten och dess påverkan på människors hälsa och miljö. Det ska beskrivas vilka åtgärder som krävs för att undvika eller reducera påverkan av aktiviteterna i projektet. Det ska även finnas med ett nollalternativ, det vill säga vad konsekvenserna blir om projektet inte blir av. Den tekniska beskrivningen ska beskriva hur projektet ska utföras med avseende på byggande, miljö och säkerhet. Den ska beskriva de olika åtagandena i detalj och specificera tillvägagångssättet.

Kontroll. En viktig funktion vid utförandet av en stabilisering/solidifiering är ledningen och kontroll av kvalitén. Detta för att säkerställa att kvalitén upprätthålls genom hela utförandet och för att säkerställa att konstruktionen får de egenskaper som eftersträvas. En noggrann kontroll ska göras av utförandet av själva stabiliseringsarbetet.

De fysikaliska (hållfasthet, hydraulisk konduktivitet, deformationsegenskaper) och kemiska egenskaperna kontrolleras normalt med olika typer av laboratorieförsök på upptagna prover och med olika typer av sonderingsmetoder. Miljöegenskaper kontrolleras normalt genom laboratorieförsök på upptagna prover samt vattenprovtagning med efterföljande analys av innehåll och kemi. Dessutom kontrolleras stabiliseringen med avseende på sättningars storlek och utveckling med tiden, både på ytan och i djupled.

Alla kontroller bör utföras och handläggas av kvalificerad och erfaren personal. Avvikelser från kontrollplanen ska

Figur 9: Masstabiliseringens princip för utförande (Ramböll Finland Oy).

Bygg & teknik 1/09

FOTO: SKANSKA

lidifiering av förorenade sediment. Utförandet av stabilisering/solidifiering samt typ och mängd av bindemedel styrs av den ostabiliserade jordens eller sedimentets fysikaliska egenskaper, typ föroreningar, föroreningsgrad samt vilka egenskaper och vilken funktion som önskas av den stabiliserade jorden/sedimentet. Laboratorieförsök utförda inom Stabcon visar att ett bindemedel bestående av cement och Merit kan ge bra lakegenskaper och bra geotekniska egenskaper. Erforderlig bindemedelsmängd varierar och ligger normalt mellan 100 till 250 kg/m3 ostabiliserad jord/sediment.

Figur 10: Masstabiliseringsverktyg som användes i Hammerfest till vänster och väg 32 till höger.

dokumenteras och godkännas. Alla resultat från utförda kontroller sammanfattas i rapporter som kontinuerligt stäms av mot de kriterier som ställts upp i designen.

Uppföljning. En uppföljning och dokumentation av beteendet hos geokonstruktionen inklusive de stabiliserade/solidifierade muddermassorna bör göras.

Härigenom kan även en successivt större erfarenhetsbas för metoden skapas.

Utförande

Masstabilisering, se figur 9, utförs med ett speciellt blandningsverktyg som är monterat på en modifierad grävmaskin.

Inblandningsverktyget består av en utmatningsenhet och en hydraulisk blandare med vilken bindemedel blandas in i muddermassorna. Olika blandningsverktyg, se figur 10, kan väljas beroende främst på jordens/sedimentens egenskaper. Stabiliseringen utförs i horisontell och vertikal riktning så att en jämn och god inblandningskvalitet uppnås. Idag är maximalt stabilisering djup cirka 6,0 m för en massstabiliseringsutrustning.

Masstabiliseringstekniken är en metod ursprungligen framtagen för att stabilisera organiska problemjordar, som torv och dy som ligger inom ett begränsat djup under markytan. Metoden har använts flitigt och successivt utvecklats under senare år.

Masstabiliseringsmetoden har idag många intressanta användningsområden som exempelvis hamnytor, grundläggning av lätta byggnader och ledningsgravar, förstärkning av järnvägsbankar, stabilisering av tomtmarker, plattform/arbetsbädd för tunga maskiner, stabilisering av urgrävda ”rena” schakt- och muddringsmassor, fysisk och kemisk stabilisering av förorenade jordmassor och sediment samt tätskikt under och över förorenade jordmassor eller deponerat avfall.

Masstabiliseringstekniken har använts för att fysikaliskt och kemiskt stabilisera förorenade jordmassor och sediment sedan slutet av 1990-talet. De flesta projekten är hittills utförda utanför Sverige, främst i Finland, men även i Norge. I figur 11 visas ett exempel hämtat från Trondheim på utförande av stabilisering/so-

Slutord

Behovet av muddring av förorenade sediment i nordiska hamnar kommer under de närmaste åren att omfatta miljontals kubikmeter. Genom att stabilisera/solidifiera de förorenade muddermassorna kan ett nyttiggörande av dessa förorenade muddermassor ske på ett miljövänligt och kostnadseffektivt sätt.

Stabcon-projektet kommer att utveckla stabiliserings/solidifieringsmetoden så att ansvariga för hamnar och andra områden med förorenade sediment och muddermassor kan analysera och tillämpa metoden som ett alternativ till de konventionella metoderna tippning till havs eller deponi på land. Nyttiggörandet i form av användning av de stabiliserade massorna i geokonstruktioner möjliggörs genom att föroreningarna immobiliseras och hållfastheten ökar hos de stabiliserade massorna. Dessutom minskar behovet av transporter (till exempel av fyllningsmaterial), vilket ger kostnadsbesparingar och miljövinster.

En kurs planeras vid årsskiftet 2009 /2010 och senare även en internationell konferens. Deltagare i Stabcon-projektet är Statens geotekniska institut (SGI), Merox, Cementa, Ramböll Sverige, Ecoloop, Skanska Sverige Region Grundläggning, Oxelösund hamn och Norcem. Projektet är ett Eureka-projekt och Vinnova är delfinansiär.

■

Referenser

Stabcon. Stabilisation/solidification of contaminated sediments and other dredged material. Eureka project 4078. www. stabcon.com Svedberg B, & Holm G. (2007). Stabilisering och solidifiering – en kompletterande metod för efterbehandling av förorenad jord och muddermassor. Bygg & teknik 1/07.

Svedberg B. (2008). Personlig kommunikation.

FOTO: SKANSKA

Figur 11: Exempel på stabilisering av förorenade muddermassor, Trondheim.

Bygg & teknik 1/09

Endast 368 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2009!

51

Återanvändning – en väg framåt! Är återanvändning en väg framåt?

Betraktas avfall som ett deponeringsproblem eller ett bra konstruktionsmaterial? Svaret på dessa frågor beror i stor utsträckning på i vilket EU-land du befinner dig. För trots att alla länder följer samma EU-direktiv om avfall så är tolkningen och de kompletterande föreskrifterna olika. Det som i ett land betraktas som god resurshushållning, är i ett annat land inte möjligt att genomföra.

Sveriges Geotekniska Förenings arbetsgrupp för Restprodukter ställde sig frågan vilka olika möjligheter det finns att använda avfall som konstruktionsmaterial, utan att det kolliderar med EU:s övergripande lagstiftning. ● Hur har man tillämpat lagstiftningen i andra länder? ● Vad kan vi i Sverige ta till oss av de erfarenheter som finns i andra länder? ● Hur integreras resurshushållning och återanvändning, skydd av människors hälsa och miljö, i ett långsiktigt hållbart användningssätt?

Arbetsgruppen för Restprodukter initierade ett projekt ”Användning av restprodukter inom EU – olika nationella strategier”, för att klarlägga förhållandena i andra europeiska länder genom enkätsvar, intervjuer med nyckelpersoner och studier av olika myndigheters och branschorganisationers hemsidor. Denna artikel ger en överblick av resultaten från projektet.

Artikelförfattare är Gunilla Jansson, civilingenjör, Miljö, Ramböll Sverige AB, och Gunilla Franzén, forskningschef Väg och Bana, VTI, Linköping.

52

Figur 1: Exempel på lyckad återanvändning vid sluttäckning av deponi, Kikås.

Klassificering av restprodukter

Om restprodukter/avfall får användas för konstruktionsändamål eller inte är reglerat i de olika länderna genom en eller flera av följande åtgärder: ● Definition av vilket slags avfall det gäller ● Krav på utförande som skyddar mark och vatten mot utläckage av föroreningar ● Krav på högsta halter av tillåtna föroreningar i materialet ● Kontrollsystem för material och/eller utförande ● Någon form av rapportering eller anmälan ● Definition av var materialet ska användas.

Detta resulterar i att olika material accepteras i olika länder. Inert avfall accepteras till exempel som byggnadsmaterial utan särskild tillståndsprövningi Österrike och Storbritannien. I Storbritannien finns även en lista över andra material som får användas utan tillståndsprövning.

I Nederländerna gäller samma haltkrav för nya och återvunna material oavsett ursprung.

För att underlätta en ökad resurshushållning i Sverige krävs tydliga regler för

vad som får användas, samt administrativt enkla och snabba system för godkännande.

Återvinningsgrad 90 procent – är det möjligt?

I Danmark har man lyckats skapa en mycket hög återvinningsgrad av byggoch rivningsavfall. Cirka 90 procent av askor och slagg återanvänds i produktion av cement, betong och gipsplattor.

Vilka åtgärder har man vidtagit i Danmark för att skapa den höga återvinningsgraden? I studier omnämns bland annat följande faktorer; avgiften på förbränning och deponering, specifikationer för återanvända material, individuellt stöd till de som vill pröva nya sätt att handla eller använda återanvänt material, näringsmiljön i Danmark, finansiellt stöd till forskning och utveckling. Även Österrike visar på återvinning av bygg- och rivningsavfall för konstruktionsändamål motsvarande 80 procent.

Detta förklarar man bland annat med ett väl utbyggt system med återvinningsplatser och regler för hanteringen.

Bygg & teknik 1/09

Gemensam lagstiftning – Avfallsdirektivet

Avfallsdirektivet är EU:s grundläggande regelverk som styr vad som klassificeras som avfall och hur det ska hanteras. Det ligger till grund för de nationella lagstiftningarna. I direktivet definieras vad som är avfall samt redovisas grundläggande principer för avfallshanteringen.

I oktober 2008 antogs ett nytt avfallsdirektiv i EU. I det nya ramdirektivet lyfter man fram avfallshierarkin som prioriteringsordning för lagstiftning och politik på avfallsområdet, där förberedande för återanvändning samt materialåtervinning ska främjas före deponering eller annat bortskaffande.

Avfallsdefinitionen lämnas oförändrad, men frågan vad som krävs för att en restprodukt ska kunna anses vara biprodukt och inte avfall behandlas, liksom kriterier för när avfall upphör att vara avfall. Som exempel kan nämnas granulat (krossprodukter). Fler avfallsslag undantas från det nya ramdirektivet än från nuvarande.

Bland annat undantas icke-farlig jord och skogsbruksavfall för vissa användningar.

Källa och ytterligare information se Naturvårdsverkets hemsida www.naturvardsverket.se, avdelningen om produkter och avfall, samt www. avfallsverige.se.

Miljöministeriet i Nederländerna uppmuntrar återanvändning av restprodukter vid konstruktionsarbete, vilket man tydligt uttryckt i byggmaterialförordningen.

Detta har resulterat i återvinningsgrader när det gäller slitytor från vägbyggen på nästan 100 procent.

Undersökningen visar att det finns åtgärder som på ett effektivt sätt skapar förutsättningar för en god resurshushållning, med ökad återanvändning.

Lagstiftning och styrmedel

I flera länder har man en lagstiftning med ett uttalat syfte att öka återanvändning av restprodukter som konstruktionsmaterial och därmed bidra till att öka resurshushållning.

Projektbeskrivning

Underlaget för rapporten har tagits fram genom enkätundersökning, intervjuer med nyckelpersoner och studier av olika myndigheters och branschorganisationers hemsidor. Följande länder har varit med i undersökningen; Finland, Danmark, Storbritannien, Polen, Österrike, Nederländerna och Frankrike.

Projektet har finansierats av: SGF (Svenska Geotekniska Föreningen) Värmeforsk NCC Teknik AB SBUF Ramböll Sverige AB. Projektet finns publicerat i SGFrapporten 1:2008 som finns för nedladdning eller beställning på www.sgf.net.

De undersökta länderna har i de flesta fall använt lagstiftningen för att definiera vilka avfall som får användas för konstruktionsändamål och vilka kvalitetskrav som måste uppfyllas. Till detta har man kopplat krav på skyddsåtgärder och kontroll. Det medger en administrativt enkel hantering vid bygg- och anläggningsprojekt.

Några viktiga slutsatser avseende hur frågan hanteras i andra länderkan lyftas fram: ● Skyddsnivån relateras till risk för påverkan på grundvatten, ytvatten och mark, baserat på analys av huvudsakliga spridningsvägar. Skyddet kan uppnås genom krav på platsen, krav på konstruktionen samt krav på materialet. ● Användningsområdena kan differentieras, med olika haltkrav för redan exploaterade eller tillståndsprövade platser jämfört med användning i rena områden. ● Regelverket är ofta neutralt till ursprunget, det är materialet som bedöms. ● Regelverket för användning utformas för en stringent och smidig handläggning hos myndigheter och företag. Stöd och vägledning via internetbaserade verktyg kan vara ett utmärkt hjälpmedel. ● Nationella avfallsplaner för att kartlägga avfallsströmmar där även industriellt avfall inkluderas, ger en god grund för (riktade) åtgärder.

Detta kan sammanfattas med att man vill åstadkomma god design, med rätt material på rätt plats i rätt konstruktion.

De viktigaste drivkrafterna

Några av de drivkrafter för ökad återanvändning som lyfts fram som speciellt viktiga i rapporten är:

EU-direktiv som stöder återvinning Goda erfarenheter från gjorda arbeten och försök ● Nationella miljömål med konkreta mål och verkningsfulla strategier för ökad återvinning och resurshushållning ● Samarbete och dialog mellan myndigheter och branschorganisationer om kunskapsutbyte, forskning, stöd och system för certifiering och kontroll. ● Klara, administrativt enkla och snabba system för godkännande av anläggningsoch byggnadsprojekt med restprodukter. ● Tydliga och relevanta regler för materialegenskaper, utförandekrav, skyddsåtgärder och kontroll. ● ●

Kan vi återanvända erfarenheterna?

Restprodukter har en stor potential att återanvändas som konstruktionsmaterial.

Restprodukten har i många sammanhang lika bra eller åtminstone tillräckligt goda tekniska egenskaper jämfört med motsvarande konventionella material. Till detta ska den positiva effekten av en ökad resurshushållning och minskat uttag av jungfruliga råvaror läggas.

För att snabbare göra detta möjligt, bör Sverige aktivt ta till sig all den erfarenhet som finns inom Europa när det gäller praktisk användning av restprodukter på ett miljöanpassat sätt. Mycket av kunskapen och erfarenheten borde kunna tillämpas direkt utan omfattande kompletterande svenska utredningar. Djup kunskap och erfarenheter finns i till exempel vårt grannland Finland, där avancerad forskning inom området pågått sedan 1990-talet, utifrån liknande naturförhållanden som i Sverige.

Att tydlighet är en viktig faktor för att nå en ökad återanvändning har visat sig i flera länder. Detta gäller tydlighet såväl i definition av vad som är ett avfall, vilka material som får användas som konstruktionsmaterial, regler för godkännande samt ansvarsfrågan. Avfallsdirektivet behöver inte vara ett hinder för detta utan ett stöd!

Ett (kraftigt) utökat samarbete och dialog mellan myndigheter, praktiker och forskning, där vunna kunskaper från andra länder tas till vara, skulle göra det möjligt att öka resurshushållningen påtagligt i Sverige.

Så frågan är egentligen hur vi vill framöver besvara frågan; Avfall eller konstruktionsmaterial? Projektresultaten visar att det finns många åtgärder som gör återanvändning till en bra väg framåt! ■

Fönster för generationer H-Fönstret i Lysekil tillverkar aluminiumfönster med träklädd rumssida och överlägsen livslängd. Skräddarsydda för fönsterbyten samt prisvinnande nyproduktion.

w w w. h f o n s t re t . s e

Bygg & teknik 1/09

H-Fönstret AB | 453 91 Lysekil | Tel 0523-66 54 50 | Fax 0523-478 74

53

Utvärdering av risk för jordförvätskning på grund av sprängningsinducerade markvibrationer Citybanan består av cirka sex kilometer järnvägstunnlar som passerar under de centrala delarna av Stockholm, ibland endast några meter från viktiga undermarksanläggningar. En av dessa anläggningar är tunnelbanan vid Tegelbacken som i detta område består av tre nedgrävda betongkassuner som står på pålar.

För att försäkra sig att dessa betongkassuner inte skadas på grund av bergsprängning vid uttag av Citybanans bergtunnlar genomfördes omfattande fältförsök under 2007.

Artikeln presenterar en metod för utvärdering av risk för jordförvätskning på grund av sprängningsinducerade markvibrationer baserad på data från fältförsöket.

Drygt 80 procent av Citybanan, cirka 6 km, är järnvägstunnlar som i huvudsak kommer att utföras genom bergsprängning. För att undvika skador på närliggande byggnader och undermarksanläggningar i samband med bergsprängningar har en riskanalys med avseende på sprängningsinducerade markvibrationer

Figur 2: Exempel på resultat från CPT-test som genomfördes i samband med fältförsök vid Tegelbacken.

Artikelförfattare är Mehdi Bahrekazemi och Lars Bergkvist, Golder Associates AB, Stockholm.

Mätplats

Figur 1: Flygbild över mätplats (rött område). Tunnelbanans konturlinje och olika spår visas i gul färg.

54

Figur 3: Modell över lagerföljd baserad på fördelning av skjuvvågshastighet och geoteknisk undersökning, Mattson (2007).

Bygg & teknik 1/09

Skjuvvågshastighet (m/s)

Kompressionsvågshastighet (m/s)

Cross-hole Average velocity, tomography

Figur 4: Skjuvvågshastighet som funktion av djupet i Tegelbacken för ”crosshole” data och jämförelsevis även medelhastigheten på motsvarande djup från tomogrammet i figur 3 (till vänster). P-vågshastighet (tryckvåg) i mätsektionen för djup 10 till 23 m (till höger), Mattsson (2007).

upprättats. Citybanan passerar i närheten av Tunnelbanan på flera ställen varav ett ligger vid Tegelbacken. En av frågorna som måste besvaras i detta sammanhang var risken för sättningar i friktionsjordar på grund av sprängningsinducerade markvibrationer.

Jordförvätskning är en tänkbar mekanism som kan leda till sättning i vattenmättad friktionsjord. De metoder som brukar tillämpas för bedömning av risk för jordförvätskning är dock framtagna framförallt för lågfrekventa markvibrationer som till exempel orsakas av jordbävningar. En metod som ofta har tillämpats för utvärdering av risk för jordförvätskning i samband med jordbävning baseras

på resultat från Standard Penetration Testing (SPT-test), Seed et al (1971) och Youd et al (2001). På grund av brister med SPT-test med avseende på bland annat repeterbarhet har motsvarande metod framtagits för att användas med resultat från Cone Penetration Testing (CPT-test), Robertson (2004).

För att kunna svara på frågan om risk för sättning i friktionsjord i Tegelbacken genomfördes omfattande fältförsök med provsprängningar.

Fältförsök

Figur 1 visar en flygbild över Tegelbacken.

Tunnelbanans tre nedgrävda betongkassuner visas med dess konturlinjer på flygFigur 5: Förenklad jordlagerföljd samt placering av olika givare längs djupet och ungefärliga djup för olika provskott vid provsprängning i Tegelbacken.

Provskott 0 med cirka 0,5 kg laddning användes för att bekräfta att vibrationssensorer fungerade.

Bygg & teknik 1/09

bilden. För utvärdering av sättningsrisk på grund av sprängningsinducerade markvibrationer i samband med berguttaget genomfördes en rad undersökningar och mätningar under 2007. Undersökningsprogrammets avsikt var bland annat att klargöra jordlagerföljden samt bestämma de elastiska vågornas fortplantningshastighet i varje jordlager. Vidare utfördes totalt sju stycken provsprängningar med cirka 0,5 till 11 kg samverkande laddningsmängd i två borrhål. Syftet med provsprängningarna var att alstra elastiska vågor i jordmaterialet och mäta markvibrationer, dynamiskt porvattentryck samt eventuella sättningar i friktionsjord på grund av sprängningarna.

Geotekniska undersökningar. Figur 2 visar ett exempel på resultat från CPTtest utfört vid Tegelbacken. Enligt de geotekniska undersökningarna består den förenklade jordprofilen av cirka 8 m fyllning på cirka 5 m varvig lera på cirka 3 m finsandskiktad varvig lera. Under leran följer cirka 3 m lerig sand på cirka 5 m siltmorän på berg. Det totala jorddjupet är cirka 20 till 25 m.

Geofysiska undersökningar. Två vanligt förekommande elastiska vågor är tryckvågor (P-våg) och skjuvvågor (Svåg). Skjuvvågor har en partikelrörelse som är vinkelrät mot utbredningsriktningen medan tryckvågor har en partikelrörelse som är parallell med utbredningsriktningen.

Seismisk tomografi, vilket är en förkortad och förenklad översättning av det engelska uttrycket ”direct well seismic cross hole tomograpy” var en av metoderna som användes för mätning av våghastighet i olika jordmaterial vid mätplatsen. Principen för metoden bygger på att en elastisk våg alstras med någon typ av källa i ett borrhål. Vågen färdas i marken och tas emot med en sensor (geofon) i ett bredvid liggande borrhål. Tiden det tar för vågen att färdas från källa till mottagare mäts mycket noggrant. Om avståndet mellan källan och geofonen är känt, och om man antar att vågen propagerar längs en rät linje, kan vågens utbredningshastighet enkelt beräknas. Genom att alstra vågor på flera olika djup i borrhålet och dessutom ta emot dessa vågor på flera olika djup i motstående borrhål så genomkorsas området mellan borrhålen av en mängd olika vågor. Området mellan borrhålen delas in i ett antal kvadratiska celler. Varje cell kommer att genomkorsas av ett antal olika vågstrålar, och genom så kallad tomografisk inversion kan skjuvvågshastigheten i de enskilda cellerna uppskattas. Resultatet blir en tvådimensionell modell mellan borrhålen som visar hur skjuvvågshastigheten varierar, se figur 3.

Som komplement till den tomografiska hastighetsmodellen beräknades även medelhastigheten för S-vågor mellan skottpunkt och geofonpunkt på samma djup.

55

Figur 6: Uppmätt partikelacceleration i underkant (till vänster) och överkant (till höger) av sandlagret i samband med provskott 5 med cirka 8,5 kg i samverkande laddningsmängd. Vertikal riktning betecknas med bokstaven z i figuren.

Figur 7: Dynamiskt porvattentryck samt partikelacceleration i vertikal riktning uppmätt i underkant respektive överkant av sandlagret i samband med skott 5 med cirka 8,5 kg samverkande laddningsmängd.

Förfaringssättet brukar benämnas ”crosshole” och resulterar i en endimensionell hastighetsmodell mot djupet, se figur 4 på föregående sida. I området närmast berg var den uppskattade skjuvvåghastigheten för låg för jordmaterialet enligt jordprovtagningen. Därför beräknades även P-vågorna med hjälp av seismiska data. Till skillnad från skjuvvågorna var P-vågsdata av god kvalitet även i området närmast berg i det här fallet. Första ankomsttider för P-vågor plockades ur seismogrammen enligt samma procedur som för cross-holemätningen som resulterade i kurvan för P-våg som funktion av djup i figur 4.

Vibrationer. Under varje provskott mättes markvibrationer i flera djup med hjälp av accelerometrar vars placering visas på ett schematiskt sätt i figur 5 på sidan 55. Mätdata från accelerometrarna i mätpunkt GA-2 och GA-3 som används för denna artikel visas i figur 6.

Porvattentryck. Figur 7 visar dynamiskt porvattentryck samt partikelacceleration i vertikal riktning uppmätt i underkant respektive överkant av sandlagret under skott 5 med cirka 8,5 kg samverkande laddningsmängd. Som figuren visar dämpas det dynamiska porvattentrycket mycket effektiv genom sandlagret. Toppvärdet av det dynamiska porvattentrycket är cirka 450 respektive 30 kPa i underkant respektive överkant av sandlagret för detta provskott.

Horisontellt jordtryck. Jordtryckscell av den typ som visas i figur 8 användes för att mäta horisontellt jordtryck i två djup, cirka 10 respektive 13 m. Mätningarna visade ingen nämnvärd förändring av det horisontella jordtrycket på grund av provsprängningarna.

Sättning i jord. Två olika metoder användes för mätning av sättningar både i övre delen av moränlagret och sandlagret.

Sättningsgivare typ A bestod av invartråd som fästes på accelerometern monterad i respektive djup. Mätningen utfördes sedan med hjälp av ett stativ och ett lod på 2 kg. Sättningsgivare typ B bestod av en pegel som förankrades i respektive djup med hjälp av jordskruv. Båda sorters sättningsgivare samt mätresultat visas i figur 9 på sidan 58.

Figur 8: Jordtryckscell monterad på balk som användes för mätning av jordtryck. Diametern på tryckcellen som visas i bilden är 27 cm. Avlästa värden på horisontellt jordtryck i två djup, cirka 10 respektive 13 m (till höger).

56

Bygg & teknik 1/09

Spännande uppdrag i varierande miljöer FB Engineering i Göteborg, Malmö och Stockholm genomför både geotekniska utredningar och undersökningar i utmanande projekt. Är du intresserad?

Läs mer på www.fbe.se.

Bygg & teknik 1/09

57

Figur 9: Sättningsgivare Typ A, invartråd (till vänster), Sättningsgivare Typ B, pegel (ovan) samt avlästa sättningar i två djup (höger).

Sättningsgivare med invartråd är vindkänslig. Dess känslighet beror framför allt på vindhastigheten och dragkraften i invartråden. Båda typerna av sättningsgivare visar cirka 2 mm sättning i moränlagret efter första sprängnatten. Invartråden visar ytterligare cirka 2 mm sättning efter andra sprängnatten i moränlagret.

Den avlästa sättningen efter andra sprängnatten är obetydlig enligt pegelsättningsgivare. Medan pegel visar en sättning mindre än 0,5 mm i överkant av sandlagret går det inte att läsa något motsvarande värde från sättningsgivare med invartråd i punkt GA7, se figur 5.

Utvärdering av risk för jordförvätskning

Figur 10: Flödesschema för utvärdering av risk för jordförvätskning med hjälp av CPT, Robertson (2004).

58

Resultaten från sättningsmätningarna tyder inte på att det har uppstått jordförvätskning i det lager som består av lerig/siltig sand. Samma slutsats kan dras från porvattentrycket som går tillbaka till det statiska trycket efter varje provskott.

Inte heller de två jordtryckscellerna visade på någon ändring av det horisontella jordtrycket som kan uppstå i samband med sättning som följd av jordförvätskning.

Med hjälp av ett flödesschema som visas i figur 10 och indata från fältförsöket kan Cyclic Resistance Ratio (CRR) och Cyclic Stress Ratio (CSR) beräknas för mätplatsen. Enligt de beräkningar som redovisas i tabell 1 och tabell 2 är säkerhetsfaktorn mot jordförvätskning, definierat som FS lika med CRR7,5/CSR, cirka 7 i detta fall. För beräkning av töjning (se tabell 2) och med tanke på att a_z, partikelacceleration i vertikal riktning, är dominerande i det här fallet (se figur 6) har det antagits att markvibrationer fortplantas som tryckvågor.

Bygg & teknik 1/09

En mindre säkerhetsfaktor borde kunna tillämpas när data från fler väldokumenterade fall blir tillgängliga.

■

Referenser

Tabell 1: Uppskattning av CRR för Tegelbacken.

sultat från flera väldokumenterade fall blir tillgängliga.

Diskussion och slutsatser

Vibrationsmätningar visar att sandlagret utsattes för minst cirka 7 g acceleration i samband med provskott 5. Avståndet till Tunnelbanan var cirka 25 m för detta skott och den samverkande laddningsmängden var cirka 8,5 kg.

Resultat från mätning av porvattentryck, sättning i jord samt jordtryck som genomfördes i samband med fältförsöket visar inga tecken som tyder på jordförvätskning i sandTabell 2: Uppskattning av CSR för Tegelbacken. lagret. Säkerhetsfaktorn mot Erfarenheter från fältförsöket i Tegel- jordförvätskning i sandlagret som beräkbacken antyder att det i brist på en bättre nas enligt den metod som beskrivs i artiberäkningsmetod kan den metod som pre- keln är cirka 7 för detta fall. Därför borde senteras av flödesschemat i figur 10 an- metoden kunna användas tillsammans vändas för utvärdering av risk för jordför- med en säkerhetsfaktor av minst 7 för att vätskning. Metoden ska tillämpas med en utvärdera risk för jordförvätskning på säkerhetsfaktor av minst 7. Säkerhetsfak- grund av sprängningsinducerade vibratiotorn kanske kan sänkas i takt med att re- ner i lager av lerig/siltig sand.

Bygg & teknik 1/09

Bergkvist, L. (2007). Fältrapport för mätningar i samband med provsprängningar vid Tegelbacken. Stockholm: Golder Associates AB. Kappling, K. (2007). PM Geoteknik Tegelbacken – Redovisning av utförda undersökningar kring tunnelbanan samt tolkning av geotekniska förhållanden som underlag för provsprängning m m. Stockholm: Golder Associates AB. Mattsson, H. (2007). Citybanan – Seismiska borrhålsmätningar vid Tegelbacken. Luleå: GeoVista AB. Robertson, P. K. (2004). Evaluating soil liquefaction and post-earthquake deformations using the CPT. Proc. the Second International Conference on Site Characterization, ISC-2, Porto, Portugal, 19–22 September 2004. Rotterdam: Millpress.

Seed, H.B., & Idriss, I.M. (1971). Simplified procedure for evaluation soil liquefaction potential. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, 97(SM9): 1249–1273.

Youd, T.L., Idriss, I.M, Andrus, R.D., Arango, I., Castro, G., Christian, J.T., Dobry, R., Finn, W.D.L., Harder, L.F., Hynes, M.E., Ishihara, K., Koester, J.P., Liao, S.S.C., Marcuson, W.F., Martin, G.R., Mitchell, J.K., Moriwaki, Y., Power, M.S., Robertson, P.K., Seed, R.B. & Stokoe, K.H. (2001). Liquefaction resistance of soils: summary report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshops on evaluation of liquefaction resistance of soils. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 127.

Endast 368 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2009!

59

High Speed Piles för grundläggning av fiberarmerade betonggolv För lagerbyggnader utgör ofta ett fiberarmerat betonggolv den bästa golvkonstruktionen. Där pålgrundläggning krävs för ett sådant golv måste pålarna placeras relativt tätt beroende på golvets begränsade momentkapacitet. Små pålavstånd innebär att lasteffekten pålarna ska klara i de flesta fall blir ganska låg, exempelvis jämfört med högt belastade pålar under pelare och fasader.

I artikeln beskrivs ett aktuellt projekt där en för Sverige ny typ av påle kommit till användning för grundläggning av ett 40 000 kvadratmeter stort fiberarmerat betonggolv, den holländska HSP-pålen (HSP står för High Speed Pile).

I enlighet med regeringens försvarsbeslut 2004 ska Försvarsmakten genomföra en omställning beträffande den grundläggande uppbyggnaden av det svenska försvaret. Uppdraget innebär att ställa om ifrån det man idag kallar för invasionsförsvar till ett modernare så kallat insatsförsvar. Detta innebär bland annat högre krav på kontrollen över lagring, hantering samt distribution av försvarets material.

Försvarets nya centrala lager (FMCL) i Arboga är ett steg i denna förändring, vad avser soldatens personliga utrustning. Ett antal mindre anläggningar kommer i och med detta att avvecklas.

Byggprojektet startades med projektering sommaren 2007 och ska vara avslutat sommaren 2009. Anläggningen består i huvudsak av ett 25 meter högt automatlager på 11 000 kvadratmeter, ett konventionellt 12 meter högt pallager 12 000 kvadratmeter samt en godshanteringsdel som kommer att innehålla fjorton lastdockor för bil samt indragen järnväg för

60

lastning av fyra vagnar. På godsmottagningens tak placeras ett 1 000 kvadratmeter stort kontor. Inom området ska även ett 6 000 kvadratmeter stort kallförråd byggas och servicefunktioner. Den första anläggningen av de fyra har under 2008 uppförts i Arboga. Byggkostnaden beräknas uppgå till drygt 500 miljoner kronor.

Den centrala lagerdelen med automatlagret omfattar cirka 12 000 kvadratmeter i en 25 meter hög byggnad med stålstomme, se figur 1. Stommen är grundlagd på konventionella stödpålar av betong.

Höglagerdelen är sammanbyggd med kontor och kallförråd. Utanför byggnaderna har markytorna iordningställts för

Figur 1: FMCL under uppförande i Arboga.

Godsmottagning i förgrund, höglager till höger i bilden.

Figur 2: Installation av HSP-påle, schematiskt visad (Källa: Voorbij Funderingstechniek).

Artikelförfattare är Håkan Bredenberg, Bredenberg Teknik, Limhamn, och Peter Oscarsson, AB Consila, Bromma.

Bygg & teknik 1/09

Faktaruta FMCL, Arboga

Projekt/Byggledning: AB Consila Arkitekt: Archus AB Konstruktör: Structor AB Geoteknik: Bredenberg Teknik VVS: Hedlunds VVS, Bollnäs AB Grundläggning: Hercules AB, Voorbij Funderingstechniek, Holland Mark: Skanska Sverige AB Stommontage: Ruukki OY Finland

tung lastbilstrafik. Ett tågspår har anlagts mellan stambanan och godsmottagningen. Byggnadsytan är totalt cirka 40 000 kvadratmeter. Golvet utgörs av ett 200 mm fiberarmerad betong. I höglagerdelen är golvet grundlagt på 75 mm RR-stålrörspålar, medan golvet i kallförrådet är grundlagt på HSP-pålar. Den dimensionerande lasteffekten i brottgränstillstånd för HSP-pålarna är 150 kN. Storleken på hela anläggningen är cirka 140 000 kvadratmeter. Höjdskillnaden från norra till södra gränsen (avstånd cirka 800 meter) var cirka fyra meter. Massbalans uppnåddes genom att sänka norra delen och fylla upp den södra. Vid val av nivåer för anläggningen gällde också att undvika sprängning samt arbeten i den mycket lösa leran under torrskorpan.

Längs den östra tomtgränsen byggdes en tre meter hög bullervall av schaktmassor som inte var lämpliga för terrassering. Dimensionerande nederbördsmängd genererar flödet cirka 2 m3/s, på den cirka fjorton hektar stora ytan. Vattnet leds i dagvattenledningar till ett buffertmagasin i form av en cirka 300 m lång damm längs södra tomtgränsen.

Grundförhållanden

Marken bestod överst består av ett cirka 10 cm tjockt vegetationslager över cirka 1 till 1,5 m torrskorpelera. Torrskorpan är tjockare på tomtens norra del. Under torrskorpeleran finns lös lera vilande på friktionsmaterial (grus, sand), eller morän på berg. Den lösa lerans mäktighet ökar i riktning nord till syd från cirka 3 till 10 m. I områdets sydöstra hörn har dock cirka 14 m lös lera påträffats. Den lösa lerans odränerade skjuvhållfasthet är 10 till 20 kPa. Grundvattenytans medelnivå kan beräknas ligga cirka 1 m under markytan.

Nivån kan antas variera cirka 0,5 m upp eller ner beroende på årstid och nederbördsförhållanden.

projektet uppgick till cirka 300 till 450 pålar per tiotimmarsskift, vilket ska jämföras med cirka 20 till 30 för konventionell pålning. Sammanlagt installerades cirka 8 000 HSP-pålar.

Den använda maskinutrustningen bestod av pålkran och betongpump, se figur 3. Båda utrustningarna är larvburna med förhållandevis lågt marktryck. Kranen väger cirka 60 ton. Betong levererades med roterbil från betongfabrik i närheten. Betongen tippas direkt i pumpfordonet. Pumpen består av en enkelverkande pistongpump med en slang till pålkranen.

Den holländske entreprenören Voorbij FunderingstechniFigur 3: Maskinutrustning för HSP-pålning, pålkran ek som utförde arbetet, förfooch betongpump. Roterbil tömmer betong i pumpen. gar över fyra utrustningar för installation av HSP-pålar, jämFOTO: ANDRE DE LANGE, VOORBIJ FUNDERINGSTECHNIEK te cirka 30 konventionella pålle uppnås så genomfördes ett provprogram kranar. Utöver pålgrundläggningar för fipå arbetsplatsen i Arboga. Programmet berarmerade betonggolv så har HSP-pålar omfattade statisk provbelastning samt upp- även använts för påldäck samt väg- och järnvägsbankar, se figur 4 till 6. Även i grävning av ett antal utförda pålar.

Pålarna kan karakteriseras som i mar- Sverige bedöms därför HSP-pålar kunna ken gjutna betongpålar. Tillverkningspro- komma till användning, där annars kalkcessen framgår av figur 2. Installationen cementpelare utgör en metod för begränsning av sättningar och ökning av markens sker i steg enligt följande: 1. En pålspets (”hatt”) placeras på mar- bärförmåga.

Pålrören som användes i Arboga hade ken i pålningsläget.

2. Pålningsröret fylls med betong via ytterdiametern 180 mm, vilket genererade en slag från betongpump till röröverän- pålar med diametern cirka 20 cm. Upp till 220 mm kan utföras. Upptill trimmades den.

3. Ett stålrör placeras på spetsen, varef- pålarna med skyffel till plan yta. Den anter röret vibreras och trycks ned till stopp. vända utrustningen kan utföra 25 m långa 4. En ventil öppnas vid rörspetsen, och pålar. Använd betongkvalitet var C20/25. röret dras upp med förbestämd hastighet, Verifiering och kontroll under det att betong pumpas ut.

I marken bildas en betongpelare, vilken Pumptryck, flöde och övriga relevanta alltså utgör HSP-pålen. Produktionen är produktionsdata registreras i datorbaserat mycket snabb – en 10 m lång påle tillver- dokumentations- och presentationssystem kas enligt beskrivningen ovan på mindre i pålkranens förarhytt. Alla data lagras loän två minuter. Kapaciteten i det aktuella kalt och sänds till dessutom i realtid till

High Speed Piles

Efter olika jämförelser bestämdes att grundlägga den lägre belastade delen av det fiberarmerade golvet på HSP-pålar.

Sådana hade inte tidigare utförts i Sverige, men erfarenheterna för Holland, där påltypen tagits fram, var goda. För att säkerställa att avsedd kvalitet och bärförmåga skulBygg & teknik 1/09

Figur 4: HSP-pålar för grundläggning av bankfyllning, [3].

61

databasserver i Holland. Om stÜrning uppkommer sü ingriper fÜraren, men i normal produktion är processerna till stor del automatiserade.

När pülarna hürdnat cirka tvü veckor utfÜrs kontroll av att inga avskärningar eller liknande fÜrekommer genom Low Strain Testing. En accelerometer anbringas vid pültoppen, varefter slag med handslägga üstadkommer stÜtpuls. Genererad initialvüg och reflexvüg registreras och ger besked huruvida pülen kan godkännas eller müste ersättas. I Arboga testades 800 HSP-pülar pü detta sätt utan att nügon defekt püle püträffades.

Tvü pülar schaktades fram ned till cirka fyra meters djup, se figur 7. Det noterades att pülarnas mantelyta var mycket slät.

PĂĽlarnas diameter var cirka 20 cm.

Provbelastning

Figur 5: HSP-pülar använda som bankpülar, [5].

Som nämnts ovan utfÜrdes statisk provbelastning och uppgrävning av HSP-pülar. En 500 kN domkraft placerades pü pültoppen. Pü varje sida pülen hade utlagts en grushÜg, och pü dessa placerades en 25 mm kÜrplüt, se figur 8.

Pü plüten kÜrdes sedan upp en schaktmaskin sü att maskinens tyngdpunkt kom rakt Üver domkraften och pülen. Pü sü sätt erhÜlls ett mothüll fÜr upp till cirka 300 kN provlast.

Provning skedde upp till 285 kN utfĂśrdes utan nämnvärda tendenser till krypning. Lasten pĂĽfĂśrdes i steg om 50 kN. Varje laststeg vidmakthĂślls sexton minuter, med registrering av rĂśrelsen vid en, fyra, nio och sexton minuter. Avlastning skedde mellan laststegen. Den stĂśrsta kvarstĂĽende rĂśrelsen uppmättes till cirka 5 mm. Avläsning av rĂśrelser skedde med totalstation, noggrannhet cirka plus minus 1 mm. â–

Referenser

Figur 6: Utläggning av geonät Üver HSP-pülar, [5]

[1]. Bussert, F., Meyer, N., de Lange, A. & de Kant, M. (2004): Messtechnische Ăœberwachung eines Bahndammes auf einer geokunststoffbewehrten Tragschicht Ăźber HSP-Pfählen, IGB, TU Braunschweig, Heft Nr. 77.

6Ă˜LKOMMEN ATT BYGGA šVERALLT 0ÂťLPLINTAR UTFšR GRUNDLĂ˜GGNING OAVSETT GEOTEKNISKA FšRHÂťLLANDEN 6I ARBETAR MED ALL SLAGS PÂťLNING

SPONTNING OCH BORRNING I BÂťDE SMÂť OCH STORA PROJEKT +ONTAKTA OSS n VAR ELLER VAD DU Ă˜N VILL BYGGA

WWW PALPLINTAR SE 62

[ LQGG

Bygg & teknik 1/09

[2]. Bussert, F., Meyer, N., de Lange, A.P. & van der Stoel, A.E.C. (2004a): Bemessung und Überwachung einer geokunststoffbewehrtenTragschicht auf HSPPfählen, Bautechnik, Vol. 81, No. 12, 12/ 2004.

[3]. van der Stoel, A.E.C., de Lange, A.P., Bussert. F. & Meyer, N. Railway embankment on ”high speed piles” – Design, installation and monitoring, Eighth International Conference on Geosynthetics, september 2006, Yokohama, Japan.

[4]. van der Stoel, A.E.C., Klaver, J.M., Balder, A.T. & de Lange, A.P. Numerical design, installation and monitoring of a load transfer platform (LTP) for a railway embankment near Rotterdam, Gratz 2006.

[5]. van der Stoel, A.E.C., Vink, D., R.W. Ravensbergen, M. & de Hertog, Design and execution of an integrated LTP and gabions system, Madrid 2007.

Bygg & teknik 1/09

Figur 8: Provbelastning av HSP-pålar.

FOTO: ULF JOHANSSON, AB CONSILIA

Figur 7: Framschaktad övre del av HSP-påle.

.......................… och svarar

Några orsaker: 1. Mycket uran i marken.

2. Lågt uteluftsflöde (minimal ventilation).

3. Undertryck inomhus (termik).

4. Vi är inomhus kanske 90 procent av tiden.

5. Blåbetong i ganska många byggnader.

Punkterna 2 till 4 har samband med vårt kalla klimat: 2. För att hushålla med energi vill vi i princip minimera uteluftsflödet.

3. Inverkan av termik ökar med sjunkande utetemperatur; ju kallare ute desto större undertryck längst ned i byggnaden och därmed ökad inläckning av markradon.

4. På grund av vårt kalla klimat vistas vi mycket inomhus.

Några kommentarer: Det är radon i inneluft som är den viktigaste orsaken till den totala stråldosen av joniserande strålning i Sverige. Hög uranhalt i marken i Sverige medför hög radonhalt i markluften. Radon som tillförs byggnaden från markluften är den viktigaste orsaken till radon i inneluft.

Den höga uranhalten i marken medför även indirekta bidrag från byggnadsmaterial (främst blåbetong) och tappvatten (egna brunnar). Radonhalten inomhus beror även i hög grad på byggnadsteknik (grundläggningssätt, lufttäthet mot mark med mera) och ventilationsteknik (ventilationssystem, tryckskillnader, uteluftsflöde med mera).

63

Planering och övervakning av sprängningsarbeten i bebyggda områden Infrastrukturprojekt i tätbebyggda områden kräver ofta omfattande sprängningsarbeten, där vibrationsnivåer många gånger styr hela projektets ekonomi och tidplan.

Sprängning projekteras och utförs ofta med ledning av praktisk erfarenhet från tidigare projekt, men skulle kunna göras mer effektiv genom bättre förståelse av vågutbredningen i berg och jordlager.

En annan viktig frågeställning är risken för skador, som kan uppstå vid dynamisk påverkan i byggnader eller undermarksanläggningar, såsom tunnlar. I många fall används riktvärden enligt svensk sprängstandard, som är framtagen för konventionella vibrationsproblem. Till skillnad från exempelvis tågtrafik eller anläggningsarbeten, har endast begränsade forskningsinsatser hittills ägnats åt sprängningsproblematiken. I artikeln redovisas nya kunskaper om vågutbredningen och dynamisk samverkan mellan sprängningsinducerade vibrationer och tunnlar i berg. Detta kan utnyttjas för säkrare och kostnadseffektiv sprängning i tätbebyggda områden.

I Sverige finns en lång och gedigen erfarenhet från konventionella sprängnings-

Artikelförfattare är Carl Wersäll, K. Rainer Massarsch och Anders Bodare, Geo Risk & Vibration Scandinavia AB, Solna.

64

arbeten samt hur vibrationer påverkar byggnader på markytan. I samband med stora infrastrukturprojekt i storstadsområden utförs sprängningsarbeten i vissa fall mycket nära befintliga byggnader eller på större djup intill befintliga tunnlar och andra undermarksanläggningar. Fortfarande saknas väldokumenterad projekterfarenhet om hur vibrationer förorsakade av sprängning utbreder sig i berg och hur dessa påverkas av grundvatten och olika jordlager. Vibrationsprognoser bygger i många fall på en kombination av enskilda projektörers erfarenhet och ibland mycket förenklade teoretiska samband. Riskanalyser begränsas ofta till inventering av vibrationskänsliga objekt och utrustningar, utan beaktande av undergrundens geologiska och geotekniska förutsättningar, Massarsch et al (2008). Inom jordbävningsområdet, off-shoretekniken och pålningsområdet, har värdefulla kunskaper om vågutbredningen och jords dynamiska egenskaper tagits fram som kan tillämpas även på sprängningsproblem. Dessutom erbjuder den snabba utvecklingen inom elektroniken och datatekniken helt nya möjligheter att registrera och analysera vibrationer. Informationen kan snabbt överföras via internt till databaser. Till skillnad från tidigare ligger idag begränsningen inte längre i mättekniken utan i kunskapen om hur mätningar ska utföras och erhållna registreringar analyseras.

Projektering och genomförande av sprängningsprojekt omfattar följande arbetsuppgifter: ● prognos av vibrationsutbredning från sprängplatsen till omgivningen ● bedömning av gränsvärden för byggnader och installationer ● sprängningsdimensionering och genomförande ● kontroll och övervakning av vibrationer i samband med sprängningsarbetet.

I artikeln behandlas nya kunskaper som kan användas vid prognos av vibrationsutbredning, samt vid kontroll och övervakning av sprängningsinducerade vibrationer.

(1980). Svensk forskning med anknytning till sprängningsfrågor bedrevs ursprungligen inom ramen för Stiftelsen Bergteknisk forskning (BeFo), som grundades 1970. Våren 1993 etablerades Stiftelsen Svensk Bergteknisk Forskning (SveBeFo) genom samgående mellan de tidigare forskningsstiftelserna BeFo och Stiftelsen Svensk Detonikforskning (SveDeFo). Inriktningen har varit huvudsakligen mot problemställningar för gruv- och berganläggningsindustrin. Vibrationsforskning med anknytning till sprängningsfrågor bedrivs sedan 1983 också genom olika kommittéer av Skandinaviska Vibrationsföreningen (SVIB). Flera värdefulla skrifter med anknytning till sprängningsarbeten har publicerats, till exempel Lundborg et al (1978), Holmberg et al (1981) eller Holmberg (1982). Däremot har dessa organisationer endast i begränsad omfattning ägnat sig åt jorddynamiska frågor vid sprängning, det vill säga faktorer som påverkar vibrationsutbredningen i jord och berg och dynamisk samverkan med konstruktioner och byggnader.

Vid Kungliga tekniska högskolan (KTH) i Stockholm har forskning och undervisning inom jord- och bergdynamiken pågått sedan mer än 25 år. Inom ramen för flera examens-, licentiat- och doktorsarbeten har vibrationsutbredningen i jord och berg studerats, bland annat från tågtrafik och vid jordbävningsproblem. Avancerade numeriska metoder finns idag tillgängliga för att analysera vibrationspåverkan på olika konstruktioner och byggnader. Även frågeställningar kring pålars bärförmåga och vibrationspåverkan från pålningsarbeten har undersökts och nya dynamiska modeller har tagits fram.

Internationellt har kunskapen om jord och bergs dynamiska egenskaper utvecklats mycket snabbt tack vare stora satsningar inom off-shore och jordbävningsområdet. Det är angeläget att dessa nya kunskaper även kommer till nytta inom andra problemområden, såsom sprängningstekniken.

Svensk forskning inom jord- och bergdynamik

I Sverige används slagna pålar i stor utsträckning och årligen installeras cirka två miljoner meter. I slutet av sextiotalet låg den maximala bärförmågan hos slagna på-

Svensk sprängningsteknik och detonikforskning har under lång tid varit internationellt ledande, Langefors & Kihlström

Pålars bärförmåga har höjts med 300 procent

Bygg & teknik 1/09

lar omkring 200 till 400 kN, beroende på påltyp, slagningsförfarande och geotekniska förutsättningar. Bärförmågan bestämdes på empirisk väg eller med hjälp av grovt förenklade beräkningsmetoder.

Under mitten av sjuttiotalet introducerades nya dynamiska analysmetoder, främst tack vare ett nära samarbete mellan högskolor, Statens geotekniska institut, olika myndigheter samt en aktiv pålningsindustri. Målinriktade forskningsprojekt, där nya teorier utvecklades och kompletterades med detaljerade fältmätningar, samt kunskapsuppbyggnad och utbildning genomfördes inom ramen för Pålkommission. Avancerad fältutrustning har tagits fram för att i fält kunna utvärdera pålarnas integritet och bärförmåga.

Mätningar ger också information om vibrationer som uppstår vid pålslagningen.

Acceptansen av dynamiska mät- och analysmetoder inom pålningsområdet, som startades under mitten av sjuttiotalet, en tid då det fortfarande var svårt att utföra avancerade dynamiska mätningar i fält, har gått snabbt. Tack vare erfarenheterna från stötvågsmätningar kunde pålarnas bärförmåga gradvis höjas med upp till 300 procent, och detta har inneburit stora kostnadsbesparingar för byggbranschen. Även internationellt har, tack vare introduktionen av stötvågsmätningar, pålars bärförmåga kunnat ökas. I Eurokod SSEN 1999 kan vid stötvågsmätningar (där hänsyn tas till antalet provade pålar och kvalitet av mät- och analysmetod) den tillåtna pålbärförmågan höjas och lägre partialkoefficienter tillämpas. Anordnandet av Stress Wave-konferenser – den första hölls 1980 i Sverige och den senaste i Portugal 2008 – har lett till en effektivisering av den internationella pålningstekniken och inneburit att Sverige idag intar en ledande position inom detta område.

Hur ska svensk sprängstandard tillämpas?

Risken för skador från vibrationspåverkan bedöms i allmänhet på empirisk väg eftersom frågeställningen länge har ansetts vara för komplicerad för en teoretisk analys. En värdefull informationskälla vid bedömning av skaderisken för byggnader är den svenska sprängstandarden SS 460 48 66 – Vibration och stöt – Riktvärden för sprängningsinducerade vibrationer i byggnader. Den fastställdes 1991 men bygger huvudsakligen på erfarenhet från sextio- och sjuttiotalet. Under denna tidsperiod fanns fortfarande stora mättekniska begränsningar som påverkade vibrationsmätningars tillförlitlighet. Standarden ska tillämpas inom användningsområden för vilka den är avsedd för, det vill säga skaderisken för konventionella byggnader belägna på eller nära markytan. Vid komplicerade sprängningsarbeten bör sprängstandarden tillämpas med försiktighet, särskilt vid projekt där konsekvensen av skador kan vara allvarlig, Bygg & teknik 1/09

Begränsningarna som anges i svensk sprängstandard: ● ● ●

● ● ●

Standarden gäller vid beräkning av riktvärden för sprängningsinducerade vibrationer i byggnader.

Riktvärdena avser toppvärdet av den vertikala svängningshastigheten.

Ifall samband mellan skaderisken och tillåten vibrationsnivå inte visar sig vara relevanta bör detta förhållande belysas genom utvidgad mätning, till exempel trekomponentsmätning.

Mätningar ska göras av svängningshastigheter mellan 1,0 och 250 mm/s.

För konventionell övervakning av anläggningssprängningar ska enligt standen mätsystemet omfatta minst 5 till 300 Hz. För speciella mätningar, till exempel där vibrationernas karaktär ej är känd bör ett mätsystem med större frekvensområde användas.

Bahrekazemi et al (2008). Detta gäller särskilt vid sprängning intill befintliga tunnlar, som inte kan jämföras med byggnader på markytan.

Nyttan av nya mät- och analysmetoder

Tack vare den snabba utvecklingen inom mättekniken och tillgången till kraftfulla datainsamlings- och analysprogram har det blivit möjligt att mäta vibrationer från sprängningar i ett stort antal mätpunkter och i flera riktningar.

Mätresultaten kan överföras nästan omedelbart till internetbaserade databaser, där salvans utformning, sprängningsområdets läge och givarnas koordinater anges. Genom den digitala registreringen av hela svängningsförloppet är det möjligt att bestämma flera olika, för vågutbredningen viktiga, parametrar. Det är inte längre tekniskt eller kostnadsmässigt motiverat att endast mäta vibrationer i en (vertikal) riktning. Om hela svängningsförloppet registreras utan filtrering erhålls värdefull information som kan ligga till grund för mer tillförlitliga vibrationsprognoser. Tack vare moderna mätoch analysmetoder kan dessa prognosmodeller gradvis förbättras, som i sin tur leder till mer kostnadseffektiva och säkra sprängningsarbeten.

Vågutbredning i jord och berg

Nära detonationspunkten, där bergmassan spräcks upp, är vibrationerna mycket komplexa och svårbedömda. Med ökande avstånd (på avstånd större än cirka en våglängd) kan vibrationsutbredningen analyseras med hjälp av elasticitetsteorin.

Huvudenergin utstrålas radiellt från sprängningsområdet i form av elastiska vågor. I ett kontinuerligt medium (det vill säga inga gränsytor) förekommer två vågtyper, P-vågor och S-vågor. P-vågen är en kompressionsvåg där partiklarna svänger i samma riktning som vågens utbredningsriktning, Bodare (1997). S-vågen är en skjuvvåg där partikelrörelsen sker vinkelrätt mot utbredningsriktningen. Längs en fri yta (markytan) finns ytvågor, Rayleigh-vågor (R) och i skiktade material förekommer dessutom andra vågtyper såsom Love-vågor (L), se figur 1.

Figur 1: Partikelrörelse vid vågutbredning, efter Bolt (1976).

Informationen i figur 1 är av praktisk betydelse vid val av en vibrationsgivares mätriktning, eftersom dess orientering i förhållande till vågutbredningsriktningen bestämmer vilka vågtyper som registreras. Valet av en givares mätriktning förutsätter att sprängpunktens position i förhållande till respektive mätpunkt är känd, jämför figur 2. För att kunna jämföra vibFigur 2: Mätriktningens betydelse vid registrering av P- och S-vågor.

65

rationsmätningar i olika mätpunkter bör samma vågtyp registreras. Eftersom sprängningsinducerade vibrationer ofta domineras av P-vågor är det nödvändigt att vibrationsgivaren orienteras i vågutbredningsriktningen. De dominerande frekvenserna hos P-vågor är ungefär dubbelt så höga som hos S-vågor. Dessutom är vibrationsamplituden hos S-vågen normalt lägre än hos P-vågen vid sprängning. Ett alternativ är att utföra vibrationsmätningar i tre riktningar, och sedan beräkna den radiella komponenten.

Våghastigheter i jord och berg

Vågor rör sig med en karakteristisk hastighet genom ett material, vågutbredningshastigheten, vilken är olika för Poch S-vågen. P-vågshastigheten, cP, är den snabbaste och når först fram till observationspunkten. S-vågshastigheten, cS, och ytvågshastigheten (R-vågen), cR, är ungefär hälften så stor som P-vågshastigheten. En viktig aspekt är att P-vågshastigheten i vattenmättade material och i grundvatten är som lägst 1 440 m/s. Typiska värden på våghastigheter visas i figur 3.

Sprängningsvibrationers egenskaper

En vibration kan beskrivas med hjälp av olika parametrar. Den vanligaste mätstorheten vid sprängningsarbeten är svängningshastighet, v (mm/s), som inte ska förväxlas med den ovan nämnda vågutbredningshastigheten. Svängningshastigheten anger hastigheten med vilken partiklarna rör sig kring en jämviktspunkt och är ett mått på vibrationsintensiteten.

En vibrations variation med tiden kan också beskrivas genom accelerationen, a (m/s2) eller förskjutningen, u (m). Relationen mellan dessa tre parametrar bestäms av svängningsfrekvensen, f (Hz), som anger antal svängningar per sekund.

Genom att registrera svängningsfrekvensen erhålls värdefull information. En typisk vibrationssignal från en produktionssprängning på cirka 40 m avstånd visas i figur 4. Varaktigheten är i detta fall cirka sex sekunder och den största svängningshastigheten är 53 mm/s.

Vid sprängning registreras vibrationers svängningshastighet ofta med geofoner.

Alternativt kan mätningen utföras med accelerometrar, där svängningshastigheten fås genom integrering av accelerationen. Accelerometern har fördelen att den kan monteras i önskad riktning medan geofoner måste orienteras antingen i vertikal eller i horisontell riktning. Svängningshastighet är dock inte alltid den mest relevanta parametern för att beskriva en vibration. Dessutom har geofoner mättekniska begränsningar (mätriktning, frekvensområde, dynamisk respons med mera). Vid bedömning av skaderisken kan det i vissa fall vara nödvändigt att även bestämma vibrationens förskjut66

Figur 3. Typiska värden på våghastigheter för berg och olika jordmaterial, Möller et al (2000).

ningsamplitud, som erhålls genom integration av svängningshastigheten.

En viktig informationskälla för samverkan mellan en sprängning och omgivningen är vibrationssignalens frekvensinnehåll. Tack vare modern mät- och analysteknik är det enkelt att bestämma frekvensspektrumet. I figur 5 på sidan 68 visas frekvensspektrumet för vibrationssig-

nalen enligt figur 4. Två tydliga frekvenstoppar kan identifieras, vid 270 Hz respektive 380 Hz. Notera att en frekvensfiltrering enligt svensk sprängstandard skulle ha inneburit att en av frekvenstopparna hade filtrerats bort! Hade vibrationsgivaren registrerat S-vågen istället för P-vågen så hade den dominerande vibrationsfrekvensen varit betydligt lägre.

Figur 4: Vibrationssignal uppmätt i samband med tunnelsprängning: vertikal svängningshastighet i berg vid sprängning med samverkande laddningsmängd 1,6 kg.

Bygg & teknik 1/09

Passion for Progress Drilling Rigs Sheet Piling Rigs Trench Cutters Hydraulic Grabs Deep Vibrators Slurry Treatment Systems HydraulicHammers

BAUER Maschinen GmbH 86522 Schrobenhausen Germany www.bauer.de

Bygg & teknik 1/09

Contact in Sweden: Teroc, Magnus Ruin Phone: +46-8-6503782, Mobile: +46-70-3753782 e-mail: Magnus.Ruin@teroc.se

MASCHINEN

67

Frekvensspektrumet visar den sprängsalvor, även vid variesamverkande dynamiska rerande avstånd från mätpunkten. sponsen av givaren och dess När den dominerande frekvenunderlag. Om underlaget består sen av en vibrationssignal efter av uppsprucket berg så skulle en sprängning sjunker indikerar frekvenstopparna förskjutas mot detta att en förändring har skett, lägre frekvenser, en förändring antingen hos givarens infästsom inte skulle kunna observening eller i underlaget där ras i vibrationssignalens tidsförgivaren är monterad. En sådan lopp. Vid installation av vibraförändring ger en förvarning – tionsgivare borde den dynamisofta i ett tidigt skede innan mer ka responsen av varje givare doomfattande skador uppstår.

Konventionellt valda gränskumenteras genom en impuls värden, till exempel enligt (hammarslag) på ett fastställt svensk sprängstandard, är till sin avstånd från givaren. Genom en natur konservativa. Vid en kontisådan kontrollmätning skulle nuerlig kontroll av vibrationers det vara möjligt att säkerställa frekvensspektra skulle betydligt att varje givare är fast förankrad högre rikt- och gränsvärden kuni underlaget.

Figur 5: Frekvensspektrum för vibrationssignalen enligt En annan viktig parameter är na tillämpas. Entreprenören figur 4 med två frekvenstoppar vid 270 respektive 380 Hz. antalet svängningscykler, N, skulle dessutom få värdefull insärskilt i material som är känsliformation om utformningen av ga för utmattning. Ett typiskt en sprängsalva. Trots att det idag exempel är löst lagrad friktionsjord, där ringen förändras vibrationssignalens ut- inte finns några mättekniska begränsningar upprepade belastningscykler kan medföra seende. Denna aspekt har stor betydelse utnyttjas endast i undantagsfall informatiosättningar eller hållfasthetsnedsättning. I vid prognos av vibrationsutbredningen, nen som väl utförda vibrationsmätningar figur 6 visas antalet svängningscykler som diskuteras nedan. innehåller. Samtidigt kan felmonterade från vibrationssignalen i figur 4. Det En vibrationssignal innehåller mycket vibrationsgivare ge missvisande informatotala antalet svängningscykler, N, för värdefull information som kan användas tion och leda till felbedömningar av denna salva är cirka 2 600 svängningar. vid bedömning av vibrationspåverkan. sprängningspåverkan.

Det kan noteras att cirka 600 cykler har Att endast beakta toppvärdet kan vara en svängningshastighet som är högre än missvisande eftersom en ”spik” i vibra- Val av vibrationsgränsvärden 10 mm/s. En närmare diskussion av vib- tionssignalen inte behöver vara represen- Sprängstandarden gäller vid konventionella rationer från sprängningsarbeten har re- tativ för den totala dynamiska belastning- sprängningsarbeten för byggnader på eller dovisats av Massarsch et al (2008). en av en struktur. Väl planerade och nära markytan. Tillämpning av riktvärden korrekt utförda vibrationsmätningar kan enligt sprängstandarden vid projekt som Analys av vibrationssignalen användas, inte enbart för passiv registre- standarden inte är avsedd för innebär att Vid vibrationsövervakning i samband ring av vibrationsgränsvärden, utan även projektspecifika förutsättningar inte kan med sprängningsarbeten är det vanligt att som kontroll- och övervakningsmetod en- beaktas på ett ändamålsenligt sätt; ibland endast toppvärdet noteras, trots att ofta ligt ”aktiv design”-principen. med negativa konsekvenser för projektets hela vibrationsförloppet registreras. DessOmfattande mätningar från produk- ekonomi och tidplan. För tunnlar i berg eller utom filtreras i många fall vibrationssig- tionssprängningar har visat att frekvens- robusta anläggningar ger dessa riktvärden nalen enligt svensk sprängstandard inom spektrumet hos väl monterade vibrations- ofta allt för låga vibrationsnivåer – särskilt intervallet 5 till 300 Hz. Genom filtre- givare har likartat utseende för olika om avståndsfaktorn tillämpas – vilket kan innebära merkostnader.

Med hjälp av dynamiska samverkansanalyser är det möjligt att beräkna en konstruktions respons vid vibrationspåverkan. Genom val av frekvensberoende vibrationsgränsvärden (respons- och designspektra) som är vanliga inom strukturdynamiken, skulle i många fall sprängningsarbeten kunna utföras mera effektivt utan risk för skador.

En för sprängningstekniken viktig fråga är skadepotentialen av enstaka höga vibrationsvärden (högfrekventa spikar) i en salva, jämför figur 4. Genom tillämpningen av ”ekvivalenta svängningscykler”, där skadepotentialen av en enda hög vibrationsamplitud jämförs med ett större antal lägre vibrationsamplituder – ett förfarande som är vanligt inom bland annat jordbävningsområdet – skulle det vara möjligt att utföra sprängningsarbeten mer ekonomiskt utan avkall på säkerhet.

Figur 6: Svängningshastigheten som funktion av antalet svängningscykler N Vibrationsgivare i bergtunnlar (blå staplar, vänster axel) samt uppsummeringen av antalet svängningscykler Montering av geofoner är betydligt svåunder en salva (röd kurva, höger axel). rare att utföra tillfredsställande i berg68

Bygg & teknik 1/09

tunnlar än på byggnadsverk. Det på grund av materialdämpning) kan vara svårt att orientera geofokan vibrationsamplituden v2 på avståndet r2 beräknas med hjälp nen i lämplig mätriktning. Det är av ekvation (1) om vibrationsinte ovanligt att två närbelägna amplituden v1 på avstånd r1 antas geofoner på en tunnelvägg uppvivara känd sar stora skillnader i mätvärden.

Svårigheten att få korrekta mätr värden beror bland annat på geov2 = v1(––2 )-n (1) B r1 fonens känslighet för avvikelser från den vertikala eller horisondär exponenten n är lika med 1 tella mätriktningen. Fel i mätreför P-vågor och n är lika med 0,5 sultat uppstår redan när geofoför R-vågor. Vågens energi minsnens lutning är större än cirka kar inte enbart på grund av den fem grader. Dessutom är underlageometriska dämpningen utan get, där givaren ska monteras, påverkas också av materialets A ofta ojämnt. Montering av geofodämpningsegenskaper. För att ta ner i tunnlar borde därför utföras i Figur 7: Vibrationsutbredning från två olika sprängplatser hänsyn till materialdämpningen två steg, där först en fästplatta införs en exponentialfunktion (A) och (B) till tunnlar, byggnader och anläggningar på spänns fast mot underlaget. Därsom multipliceras med ekvation markytan. efter borde givaren sättas fast (2), vilket ger följande samband med hjälp av en justerbar platta. Ett alter- Om mätningen i tunnelväggen skulle utför nativ är att istället för geofoner använda ras i vertikal riktning erhålls, enligt figur v2 = v1(––2 )-1e α(r2 - r1) (2) r1 accelerometrar, som kan monteras lu- 2, S-vågens komponent, med lägre vibradär α är en absorptionskoefficient som tande eftersom de är helt okänslig för tionsamplitud och lägre frekvensinnehåll.

Vid sprängning i punkt B, ovanför den definieras enligt följande mätriktning.

Ytterligare en faktor av betydelse är de befintliga tunneln, bör P-vågen mätas i 2π D f höga accelerationsnivåerna som kan upp- tunneltaket i vertikal riktning. Den hori- α = –––––– (3) C stå i berg på grund av höga frekvenser. sontella vibrationsgivaren i tunnelväggen Absorptionskoefficienten α återspegExempelvis erhålls vid en svängningshas- registrerar däremot S-vågen, som har antighet av 100 mm/s och en frekvens av dra dynamiska egenskaper. Däremot in- lar materialets hysteretiska (friktions) 500 Hz en acceleration på över 30 g, ett faller P-vågen i byggnadens fundament dämpning och antas vara beroende av materialdämpningen D, vibrationsfrevärde för vilket konventionella geofoner närmast i horisontell riktning.

Omfattande mätningar i samband med kvensen f och vågutbredningshastigheten inte är dimensionerade. Då accelerationen förväntas vara hög (vilket kan antas in- stora tunnelsprängningsprojekt har visat C (P-vågshastigheten vid sprängning i träffa vid sprängning i berg med sväng- att den dominerande vibrationsfrekvensen berg). Vid små töjningar kan antas att maningshastigheter över cirka 100 mm/s) hos P-vågen inte minskar nämnvärt med terialdämpningen, D, är liten, av storleksbör därför mätning ske med accelerome- ökande avstånd vid utbredning i berg. ordningen en procent. I figur 8 redovisas trar. En god förankring av givaren i Detta skulle innebära att avståndsfaktorn sambandet enligt ekvation (3).

Absorptionskoefficienten minskar med underlaget (berg eller sprutbetong) är en enligt svensk sprängstandard inte gäller sjunkande frekvens och ökande vågutförutsättning för tillförlitliga vibrations- vid tunnlar i berg. bredningshastighet. I fast berg med en Pmätningar. Det är därför viktigt att infästvågshastighet av 5 000 m/s och en vibraningsbulten sitter tillräckligt styvt i Vibrationsdämpning i jord och berg underlaget, vilket kan garanteras med en Vibrationsutbredningen kan analyseras tionsfrekvens av 300 Hz fås α lika med momentnyckel som dras åt med ett förut- med hjälp av elasticitetsteorin, Bodare 0,0037 m-1 och för 100 Hz är α lika med bestämt vridmoment. Infästningen av gi- (1997). Om endast geometrisk dämpning 0,0013 m-1. I berg med sprickor eller förvaren ska ske på ett ändamålsenligt sätt. I beaktas (det vill säga inga energiförluster kastningszoner sjunker våghastigheten en med sprutbetong försedd tunnelvägg erhålls olika mätvärden om givaren bultas fast i det underliggande berget eller ytligt på sprutbetongskiktet.

-

Vågutbredning i berg

Vid tunnelsprängning på större djup under markytan sker vågutbredningen radiellt från sprängplatsen i olika riktningar.

Mätriktningens betydelse illustreras i figur 7. I bilden antas ett homogent material men i verkligheten påverkas vågutbredningsriktningen av de geologiska och geotekniska förutsättningarna, såsom förkastningar i berg, grundvatten och olika jordlager, Massarsch et al (2008).

Vid sprängning i punkt A sker utbredningen av P-vågen horisontellt mot tunnelväggen och nästan vertikalt mot byggnadens bottenplatta på markytan. För registrering av samma våg (P-våg) måste mätningen ske radiellt från sprängplatsen, det vill säga horisontellt i tunnelväggen och vertikalt i byggnadens fundament.

Bygg & teknik 1/09

Figur 8: Absorptionskoefficientens beroende av vågutbredningshastighet och vibrationsfrekvens, jämför ekvation (3).

69

Figur 9: Normaliserat diagram som visar inverkan av absorptionskoefficienten på P-vågors vibrationsdämpning i berg vid sprängning. Referensavstånd 10 m.

Figur 11: Vibrationsamplituden vid vågutbredning i berg i olika riktningar.

Figur 10: Dämpning av vibrationsamplituden som funktion av vibrationsfrekvensen mellan 10 och 100 m i fast berg. markant och därmed ökar också absorptionskoefficienten. I löst berg med en Pvåghastighet av 2 000 m/s ökar absorptionskoefficienten vid 300 Hz till α lika med 0,0094 m-1 och vid 100 Hz till α lika med 0,0031 m-1. I figur 9 redovisas som exempel vibrationers avståndsdämpning för P-vågor enligt ekvation (3) för olika värden på absorptionskoefficienten α.

Det är viktigt att beakta att kurvans lutning i figur 9 bestäms av vågtypen, det vill säga exponenten n, som för P-vågor är 1,0.

Med hjälp av ekvationerna (2) och (3) är det möjligt att uppskatta den frekvensberoende avståndsdämpningen, jämför figur 10.

Utöver den hysteretiska dämpningen (det vill säga inverkan av antalet svängningscykler) kan även den viskösa dämpningen påverka vibrationsdämpningen.

Denna effekt bedöms dock ha mindre praktisk betydelse vid vågutbredning i berg.

Inom sprängningstekniken har det varit vanligt att vibrationsprognoser görs på empirisk väg, genom regressionsanalyser från vibrationsmätningar, enligt den såkallade ”skallagen”. En i Sverige vanligen förekommande skallagsformel är R -n (4) v = K(––– –) √Q där v är maximal svängningshastighet (mm/s), R är avstånd från sprängplats till

70

mätpunkt (m), Q är samverkande laddningsmängd (kg) och K och n är empiriskt bestämda konstanter. Olika skallagsformler har tagits fram och resultaten från sprängningar visar stor spridning. Skallagen kan vara av stor nytta när den används i områden med samma geologiska förutsättningar och om givarnas mätriktning registrerar samma vågtyp.

Vibrationspåverkan på tunnlar

Vid dynamisk påverkan på en bergtunnel råder helt andra förhållanden än för byggnadsverk på eller nära markytan. En bergtunnel utgör dessutom ett hålrum i ett någorlunda kontinuerligt material, till skillnad från en byggnad på markytan med en huvudsaklig vertikal utsträckning och massor fördelade över olika våningsplan.

I figur 11 visas hur vibrationsamplituden från en sprängning i berg påverkas när den utbreder sig i olika riktningar.

Den horisontellt propagerande vågen utbreder sig i ett oändligt medium och vibrationsamplituden antas vara v0. När den vertikalt utbredande vågen reflekteras mot markytan fördubblas vibrationsamplituden, 2v0. Om en våg reflekteras mot en kavitet (tunnel) med begränsad dimension sker en vibrationsförstärkning, som är beroende av olika faktorer, såsom tunnelns geometri och vågens frekvens (våglängd). Denna frågeställning är komplex och har inte behandlats ingående i den

sprängtekniska litteraturen. Samverkan mellan en plan våg som utbreder sig i berg och cirkulärcylindrisk tunnel har analyserats ett examensarbete vid KTH, Wersäll (2008), och några av slutsatserna redovisas nedan.

När en vågfront träffar en tunnel med begränsat tvärsnitt reflekteras en del av vågenergin. Vibrationsamplituden beror på tunnelns storlek i förhållande till våglängden. Våglängden λ är en viktig, men sällan beaktad, faktor i samband med vibrationsproblem och kan bestämmas enligt följande ekvation c λ = –– (5) f där c är vågutbredningshastigheten och f är vibrationernas dominerande frekvens.

Våglängden minskar med ökande frekvens. Som exempel kan antas att P-vågens utbredningshastighet i fast berg är 5 000 m/s. Vid en dominerande frekvens av 500 Hz erhålls enligt ekvation (5) en våglängd av 10 m, som är av samma storleksordning som diametern av konventio-

Figur 12: Sambandet mellan tunneldiameter och våglängd vid vibrationsutbredning i berg.

Bygg & teknik 1/09

nella tunnlar. I figur 12 illustreras relationen mellan våglängden och tunneldiametern. När våglängden är mycket större än tunneldiametern passerar vågfronten utan att vibrationernas karaktär ändras avsevärt. Vid korta våglängder sker en närmast fullständig reflektion av vibrationsamplituden. Som visats ovan är våglängden i berg ungefär av samma storleksordning som tunneldiametern och frågeställningen är komplex. Dels inträffar en reflektion av vibrationen längs den fria ytan, dels kan resonansförstärkning förväntas uppstå, liknande den hos byggnader på markytan.

Vibrationsförstärkning

Problemställningen har analyserats för en plan våg som träffar en cylindrisk kavitet.

I figur 13 visas sambandet mellan förstärkningsfaktorn vr/v0 som funktion av tunnelns (kavitetens) omkrets normaliserad med våglängden. Sambandet gäller för den radiella förstärkningen i den punkt där en plan P-våg infaller mot en cirkulärcylindrisk tunnel i ett homogent material. För vanligt förekommande tunnlar och sprängning i berg är tunnelns omkrets av samma storleksordning som våglängden (grått markerat fält). Vid stora våglängder (till vänster i figuren) är vibrationsförstärkningen försumbar. Vid korta våglängder uppstår en vibrationsförstärkning (fördubbling) av vibrationsamplituden (till höger i figuren).

Tunnelns resonansfrekvens fT kan beräknas ur följande samband cP fT = –––– (6) 2πr där cP är P-vågens utbredningshastighet och r är tunnelradien (2πr är tunnelns omkrets). Som exempel kan antas att tunneldiametern varierar mellan 8 och 16 m och att P-vågshastigheten är 5 000 m/s.

Tunnelns resonansfrekvens för P-vågor ligger då i detta fall mellan 100 och 200 Hz, ett vanligt förekommande intervall för dominerande frekvenser vid sprängning i berg.

Enligt figur 13 kan antas att vibrationsförstärkningen under normala omständigheter är cirka 2,0 i tunnelväggen. Kvoten mellan tunnelns omkrets och våglängden varierar i praktiken mellan cirka 0,5 och 10, vilket innebär att den radiella förstärkningen i princip alltid är två. Med ledning av figur 13 kan slutsatsen dras att resonansförstärkningen i tunnelväggen är låg (cirka tio procent) och i praktiken försumbar, till skillnad från vibrationsförstärkningen i jordlager eller byggnader på mark.

Inverkan av vågfronten på en cirkulär tunnels dynamiska spänningsfördelning har undersökts med hjälp av finita element metoden, Wersäll (2008). Av figur 14 framgår att de största tryckspänningarna (lila färg) uppstår i taket och i botten av den cirkulärcylindriska tunneln.

Bygg & teknik 1/09

Figur 13: Radiell förstärkningsfaktor vid tunnelranden för en cirkulär tunnel vid en infallande plan P-våg, Wersäll, (2008). dans som kan beräknas om materialets densitet ρ och P-vågshastigheten cP är känd

Dynamisk spänningsändring

Den dynamiska spänningsvariationen, ∆σ, överlagrar den befintliga, statiska spänningen och den maximala spänningsökningen runt tunneln kan uppskattas med hjälp av följande förenklade samband (7) ∆σθθ ≤ 3 zP v0 där zP är materialets specifika impe-

zP = ρ cP

(8)

Om bergmaterialets densitet antas vara ρ lika med 2,65 t/m3 och P-vågshastigheten cP är lika med 5 000 m/s erhålls materialets impedans för P-vågen zP lika med

A P-våg

B

Figur 14: Dynamisk spänningsfördelning kring en cirkulär tunnel från en plan vågfront, där pilen indikerar den största dynamiska tryckspänningen, efter Wersäll (2008).

71

13 250 kPas/m3. Med hjälp av ekvation (7) kan den maximala dynamiska spänningsökningen i tunneltaket uppskattas.

Vid ett vibrationsgränsvärde av v0 lika med 100 mm/s erhålls en maximal tangentialspänning i tunneltaket av 3 975 kPa (nästan 4 MPa), en tryckspänningsökning som inte är försumbar.

Spänningsbilden i figur 14 är av praktisk betydelse även för placeringen av vibrationsgivare för sprängningsövervakning, jämför mätpunkterna A och B. Mätpunkten B ger vid tunnelväggen en fördubbling av vibrationsamplituden, men i punkt A sker ingen vibrationsförstärkning. Detta innebär att den horisontella vibrationshastigheten kan förväntas vara dubbelt så stor i mätpunkt B jämfört med mätpunkt A. Däremot är svängningshastigheten i punkt A avgörande för den största spänningsökningen.

Slutsatser

Stora framsteg har gjorts inom jord- och bergdynamiken, som har inneburit ökad effektivitet och lägre kostnader för olika typer av anläggningsprojekt. Satsningen på forskning inom sprängningsområdet har dock varit begränsad, trots stora infrastrukturprojekt som utförs i tätbebyggda områden. Nya kunskaper inom jord- och bergdynamiken samt tillgången till effektiva mät och analysmetoder skulle kunna användas vid projektering, genomförande och övervakning av sprängningsarbeten.

Svensk sprängstandard fyller en värdefull funktion vid konventionella projekt och inom tillämpningsområden för vilka standarden är avsedd, det vill säga för byggnader på mark, men bör användas med försiktighet vid komplexa problemställningar.

Med ledning av grundläggande principer inom jord och bergdynamiken, som diskuteras inom föreliggande artikel, kan följande slutsatser dras: ● Sprängningsarbeten förorsakar huvudsakligen P-vågor som utbreder sig radiellt från sprängplatsen. Vibrationsmätningar måste utföras i samma riktning som vågutbredningen. Mätriktningen beror på den

72

relativa positionen mellan sprängplatsen och mätpunkten. Vibrationsmätningar vinkelrätt mot vågutbredningsriktningen registrerar vibrationer från S-vågor, som skiljer sig från P-vågor. ● Vågutbredningen i berg och jordlager kan beräknas med ledning av elasticitetsteorin under beaktandet av den geometriska dämpningen och inverkan av inre dämpning. ● Konventionella skallagsformler bygger på regressionsanalyser, ofta utgående från registreringar i olika mätriktningar. Dessutom påverkar frekvensfiltreringen enligt svensk standard mätresultatens tillförlitlighet, särskilt i sprängplatsens närområde. ● När vibrationer träffar en fri yta (till exempel markyta) fördubblas vibrationsamplituden. Dynamisk samverkan mellan vågor och tunnlar i berg är komplex, men kan analyseras teoretiskt. Våglängden har stor betydelse för den dynamiska samverkan. Vibrationer med korta våglängder reflekteras (fördubblas) längs tunnelväggen. ● Den dynamiska spänningsändringen kan vara betydande, av storleksordningen 1 till 4 MPa och bör beaktas vid riskanalyser av bergtunnlar. ● Resonansförstärkningen i tunnlar är låg jämfört med byggnader på markytan. ● Valet av rätt vibrationsgivare, placeringen i en tunnel och mätriktningen är av stor betydelse för en tillförlitlig övervakning av sprängningsinducerade vibrationer. ● I många fall är det önskvärt att vibrationsmätning utförs med treaxiella givare, eftersom de ger värdefull information om vågutbredningen.

■

Bahrekazemi, M., Bodare, A., Johansson, S.E. & Massarsch, K. R., 2007. Vibrationsproblem vid tunnelsprängning i bebyggda områden. Väg- och Vattenbyggaren, , no 4, pp 32–37 Bodare, A., 1997. Jord och bergdynamik. Kompendium, institutionen för jord och bergmekanik, KTH. Bolt, B. A., 1976. Nuclear explosions and earthquakes. W. H. Freeman and Company, New York.

Holmberg, R., Lundborg, N. & Rundqvist, G., (1981). Markvibrationer och skadekriterier. Byggforskningsrådet. Rapport; R85:1981, 38 s.

Holmberg, R., (1982). Vibrationer i samband med trafik- och byggverksamhet.

Byggforskningsrådet T43:1982, 112 s.

Lundborg, N., Holmberg, R. & Persson, P-A., (1978). Markvibrationers avstånds- och laddnigsberoende, Byggforskningen. Rapport nr R11:1978 (Statens råd för byggnadsforskning), 90 s.

Langefors, U. & Kihlström, B., 1978.

The modern technique of rock blasting.

Almquist & Wiksell Förlag AB, Stockholm, Third edition. 438 s..

Massarsch, K. R., Jonsson, M. & Wersäll, C., 2008. Riskhantering vid sprängningsarbeten, Bygg & teknik, Vol. 100, no 1, s. 56–60.

Möller, B., Larsson, R., Bengtsson, P-E & Moritz, L., 2000. Geodynamik i praktiken. Statens Geotekniska Institut, Linköping, Information Nr. 17. 56 s.

Wersäll, C., 2008. Blast-Induced Vibrations and Stress Field Changes around Circular Tunnels. Master of Science thesis ISSN 1652-599X, Division of Soil and Rock Mechanics, Royal Institute of Technology, 82 s.

Referenser

1980. Application of Stress-Wave Theory on Piles, Proceedings, International Conference, Stockholm, 1980, Edited by H. Bredenberg, Balkema, Rotterdam.

1991. Vibration och stöt – Riktvärden för sprängningsinducerade vibrationer i byggnader. SIS/TK 111, SIS Förlag AB, Stockholm, 10 s.

Endast 368 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2009!

Bygg & teknik 1/09

FoBe Pålar AB är en flexibel leverantör av gängade stålkärnepålar där kvalité, leveranssäkerhet och hög servicenivå alltid står i centrum.

Kontakt: Tomas Forsberg tel: 0650-304 00 tomas.f@fobepalar.se, www.fobepalar.se

Bygg & teknik 1/09

Förutom stålkärnepålar levererar vi följande produkter och tjänster: • Svetsning av rillor, topp-plattor mm • Montering av kompletta pålar i färdiga bygglängder • Svarvning av spontdubb • Distansklackar • Lagring av kunders pålar – vi levererar efter avrop.

73

Nya möjligheter för laboratorieförsök på grovkornigt jordmaterial I Sverige liksom i andra delar av världen, som har varit utsatta för nedisning är moräner den vanligaste jordarten. I geotekniska sammanhang önskar man naturligtvis gärna ha en god uppfattning om denna och andra jordars mekaniska egenskaper. Vi använder då olika fältmetoder och olika typer av laboratoriemetoder. Eftersom moräner ofta har en inte försumbar del grovt material kan detta orsaka problem vid laboratorieförsök.

Skälet är att de flesta försöksutrustningar vi använder i laboratoriemiljö har små provvolymer. Typiska provstorlekar vid laboratorieförsök är prov med diametrar av storleksordningen 50 till 100 mm. Det förekommer provutrustningar för lite större prov också, men de är sällsynta. Orsaken till detta är att jordmaterial med grova partiklar inte har varit särskilt mycket i fokus eftersom de flesta geotekniska frågeställningar varit kopplade till finkorniga jordar och deras problem och möjligheter.

Då har provstorlekar av det nämnda slaget varit tillfredsställande och dessutom varit att föredra, eftersom ostörda prover har kunnat undersökas. Den i Sverige vanligaste formen är cylindrisk med diametern 50 mm. Detta har drivit utvecklingen med följden att flertalet testutrustningar har haft prov av denna storlek.

Artikelförfattare är Sven Knutsson, professor, Andreas Berglund, civ ing, Joakim Forsman, civ ing, Luleå tekniska universitet, avdelningen för geoteknologi.

74

Har man önskat undersöka blandjordar i laboratorium har metodiken hittills varit att sortera bort de grövre partiklarna och bara undersöka den finkorniga delen.

Metodiken har kunnat accepteras om mängden grova partiklar varit så liten att partiklarna fullt omslutits av finkornigt material. Det innebär att de grova partiklarna inte har direkt kontakt med varandra utan kraftöverföringen sker via den finkorniga delen av strukturen. Då blir naturligtvis den finkorniga jordens mekaniska egenskaper avgörande för blandningens egenskaper. Problem uppkommer då andelen grova partiklar börjar bli så hög att partikelskelettet formas av de grova partiklarna och de mera finkorniga finns i porerna mellan de stora. Då kommer blandningens egenskaper att styras av de grovkorniga partiklarnas egenskaper. Plockar man då bort dessa innan laboratorieförsöken kommer man naturligtvis att bestämma egenskaperna på ett material som inte återspeglar beteendet hos blandningen.

För bortsorteringen av grova partiklar ur en blandjord kan lite olika kriterier användas. En tumregel är att partiklarnas typiska storlek inte bör vara större än cirka 10 till 20 procent av provdiametern. För den vanliga skjuvapparaten innebär detta en största partikelstorlek på cirka 5 mm.

Att lösa problemet med testning av jordmaterial som innehåller stora partiklar på detta sätt har naturligtvis sina svagheter. Dels vet vi ju inte riktigt när metodiken kan vara godtagbar och när den inte är det. Sedan utesluter det ju alla undersökningar av material som enbart består av partiklar som vi på detta sätt betraktar som stora. De ryms helt enkelt inte i försöksutrustningen.

Man kan då fråga sig varför vi gör på detta sätt. Varför konstruerar vi inte bara större apparater i vilka man kan studera större provkroppar och därmed prov med större partiklar? Skälet är enkelt. Med större provstorlek blir de praktiska frågorna mera komplicerade. Med en ökande provdiameter ökar krafterna som vi måste anbringa på provet för att uppnå den medelspänning vi önskar. Detta är ofta praktiskt svårt att uppnå.

I vår verksamhet på Luleå tekniska universitet (LTU) har vi allt oftare kommit att arbeta med grovkorniga material och deras mekaniska egenskaper. Frå-

gorna har utvecklats från problemställningar kopplade till gruvindustrin, men också från dammbyggnad med dess ofta grovkorniga material i stödfyllningar.

Andra är hämtade från vägbyggnad och användning av industriella restprodukter.

Listan kan göras längre.

För att kunna undersöka grovkorniga material har vi därför successivt konstruerat en storskalig skjuvapparat. En första variant togs fram vid LTU för studier av bland annat gummiklipps mekaniska egenskaper i samband med ett projekt om industriella restprodukters mekaniska egenskaper, Edeskär (2006), Macsik & Westerberg (2001). Utrustningen har därefter modifierats och utgörs nu av en direkt skjuvapparat med en cylindrisk provkropp med diametern 0,64 m och effektiv höjd 0,60 m, det vill säga med en provvolym på cirka 200 liter.

Utrustningen har hittills använts med bra resultat för tester av olika material, varav några är: ● singelballast 16 till 32 mm ● krossmaterial från LKAB 0 till 30 mm ● morän från dammen i Edensforsen, 0 till 150 mm ● stödfyllning för dammen i Ajaure, 0 till 100 mm ● pellets från LKAB, 9 till 16 mm ● gummiklipp för anläggningsändamål, 50 till100 mm.

Testutrustning

Provkroppen är cylindrisk med diametern 0,64, vilket ger en tvärsnittsarea av 0,32 m2. Höjden kan varieras mellan 400 och 700 mm. Provkroppen omges av ett 21 mm tjockt gummimembran som är armerat med en 4 mm rostfri stålwire. Stålwiren finns vulkaniserad in i membranet för att i möjligaste mån bibehålla provets tvärsnitt under försökets gång.

För att utsätta provet för ett skjuvningsförlopp nyttjas två hydraulcylindrar.

En är monterad vertikalt och en horisontellt. Den vertikala kraften kan maximalt uppgå till 1 000 kN och den horisontella till maximalt 200 kN. Under skjuvningsförloppet sitter provets övre del fixerad i belastningsutrustningen medan den undre kan förskjutas horisontellt. Maximal horisontell förskjutning är 240 mm. Underdelens förskjutning möjliggörs med hjälp av en rullagrad släde på vilken provet är monterat.

Bygg & teknik 1/09

Figur 1: Försöksuppställningen med dess olika delar samt en schematisk skiss av provkroppen.

Den maximala förskjutningen som ett prov kan utsättas för blir beroende av dess höjd. Ju högre prov, desto mindre maximal förskjutning kan accepteras utan att lastexcentriciteten blir för stor. Försöksuppställningen med dess olika delar samt en schematisk skiss av provkroppen visas i figur 1.

även för andra ändamål. Genom att det omgivande gummimembranet är armerat har det en stor styvhet i radiell led. Detta medför att töjningen i membranet under försöken, som regel är små. Provets tvärsnitt bibehålls således under det att vertikalbelastningen kan öka. Detta medför att utrusningen även kan användas som ödo-

ren upp till lämplig höjd med travers. Vid försöket kan sedan vattenflödet genom provet relativt enkelt bestämmas, vilket ger den hydrauliska konduktiviteten. Försöken genomförs på detta sätt utan att demontera provet eller reducera spänningarna.

Det material som ska undersökas kan som regel ganska lätt packas in i provmembranet eftersom provkroppen är tämligen stor. Packning i såväl torrt som vått tillstånd går relativt enkelt. Figur 4 visar exempel på inpackat material från en vattenkraftdamm i Ume älv.

Det med stålwire armerade gummimembranet har en viss styvhet. För att korrigera för inverkan av dess styvhet på försöksresultaten har en serie försök gjorts med enbart membranet. Den uppmätta skjuvspänningen i provet kan på detta sätt korrigeras för membranets styvhet.

Utvärdering

Den vanligaste formen av försöksanalys vid genomförda skjuvförsök är att material-

Figur 3: Provkropp under skjuvförsök.

Figur 2: Prov under skjuvning.

Till vänster syns vattenbehållaren för test av hydraulisk konduktivitet.

Det som oftast utgör begränsningen i försöken är den maximala horisontalkraften på 200 kN. Här utgör infästningsproblem för den horisontella cylindern begränsningen varför denna cylinder inte idag kan bytas ut mot en större.

Med den provstorlek som vi använder idag är alltså den maximalt möjliga vertikalspänningen 3,1 MPa och maximal skjuvspänning 620 kPa. Med dessa spänningsnivåer på prover som består av så grovt material som 100 till 150 mm utgör denna försöksutrustning en unik resurs.

Utrustningen är primärt byggd för att fungera som en storskalig skjuvapparat.

Men utrustningen är flexibel och nyttjas Bygg & teknik 1/09

meter för att utvärdera materialets deformationsegenskaper.

På samma sätt som vid traditionella skjuvförsök på mindre prover kan de storskaliga försöken utföras i såväl odränerat som dränerat tillstånd. I samband med skjuvförsöken genomförs också ofta försök för att bestämma materialets hydrauliska konduktivitet. Testerna genomförs antingen som så kallad ”constant-head” eller ”falling-head” test. Stora provkroppar kräver som regel stora vattenvolymer för att noggrannheten ska bli bra i tester av detta slag. I figur 2 visas en stor vattenbehållare av plast. För att vid försöket ge den förutbestämda hydrauliska gradienten genom provet hissas behålla-

parametrarna utvärderas med stöd av Mohr-Coulombs brotteori. Detta betyder att storheter som friktionsvinkel, kohesionsintercept, kontraktans/dilatans utvärderas som funktion av medelspänningsnivå, töjning etcetera. Likheterna är således

Figur 4: Exempel på testat material från dammen Ajaure i Ume älv.

75

Figur 5: Uppmätt skjuvpåkänning som funktion av vinkeländring i provet.

Figur 6: Skjuvspänning utvärderad för 0,15 rad som funktion av pålagd vertikalspänning.

Man har då ofta varit hänvisad till att basera en design på parametrar som uppskattats mer eller mindre rimligt. Mycket ofta har ”standardvärden” använts i brist på bättre. Man kan dock fråga sig varför relativt avancerade beräkningar alls har genomförts då materialparametrarna som använts i stort sett har varit gissade. Med den beskrivna utrustningen finns det nu möjligheter att göra bättre bestämningar av materialparametrar. Detta leder förhoppningsvis till att bättre analyser kan göras och bättre slutsatser kan dras när beräkningar har genomförts.

Används utrustningen för kompressionsförsök kan naturligtvis enkla utvärderingar göras som bygger på att provets vertikala kompression mäts som funktion av vertikalspänningen. Detta är en klassisk metod för att utvärdera kompressionsförsök och förutsätter att provet bibehåller tvärsnittet konstant.

Figur 7: Antagen form på provet i samband med kompressionsförsök.

stora med det vanliga mindre skjuvförsöket Resultat av detta slag har tidigare varit Vid höga spänningsnivåer är detta krioch har samma styrkor och svagheter som mycket svåra att få fram, eftersom labora- terium sällan uppfyllt för den beskrivna detta. I figur 5 visas exempel på försöksre- torieförsök mycket sällan har varit möjli- testutrustningen. Orsaken är membranet, sultat från ett material som används som ga att genomföra på grovkornigt material. som inte är tillräckligt styvt. Att göra stödfyllning i en vattenkraftmembranet styvare skulle ha damm. För material av detta slag konsekvenser för skjuvförsöken. där inget tydligt toppvärde uppnås Vi har därför valt att prioritera för skjuvspänningen som funktion funktionen vid skjuvförsöken av skjuvdeformationen kan en högre, eftersom korrektioner vid utvärdering göras för vinkeländkompressionsförsöken är lättare ringen 0,15 rad. I figur 6 har en att genomföra. sådan tolkning gjorts och uppProvets volymetriska töjning mätt, utvärderad, skjuvspänning för given medelspänning beräkredovisas som funktion av pålagd nas enligt (1) vertikalspänning. I detta fall är V den utvärderade friktionsvinkeln εvol = - ln –– (1) V0 konstant i det studerade spänningsområdet. I andra fall finns V är här provets volym vid ett tydligt icke linjärt förhållande. varje laststeg och V0 provets initiI det redovisade fallet blev den utella volym. Vid konstant tvärvärderade friktionsvinkeln 27 grasnitt blir volymen vid varje spänder, det vill säga lägre än vad man ningsnivå en linjär funktion av vanligen skulle tro. Detta leder till provkroppens kompression. Töjeftertanke vad gäller våra vanliga er sig membranet kan inverkan Figur 8: Pålastning och avlastningsförlopp vid ett antaganden om friktionsvinklar i av detta beräknas genom att kompressionsförsök. Medelspänning p som grovkorniga massor. De är nog provkroppens omkrets kontinufunktion av volymetrisk töjning. inte så höga som vi kanske tror. erligt mäts. Antar man att prov76

Bygg & teknik 1/09

kroppen deformeras enligt figur 7 kan radiens variation över provhöjden beräknas (2).

πz r = (rmax - r0)sin (–––) + r0 0 ≤ z ≤ Ha (2) Ha Provvolymen kan sedan beräknas för varje laststeg (3).

V = πr20Ha + 4Har0(rmax - r0) +

πHa(rmax - r0)2 + –––––––––––– + πr20 (h1 + h2) (3) 2 För att få information om kompressionsmodulen (tryckmodulen) under försökets gång måste den volymetriska töjningen relateras till motsvarande medelspänning (4). σax + 2σrad p = ––––––––– (4) 3 Den axiella spänningen får man direkt från försöket. Den radiella komponenten kan beräknas utifrån töjningen av membranet och kännedom om stålwirens spännings-töjningssamband. Membranets omkrets kan tecknas ∫ 2πrdz 0 Omean = ––––––– Ha Kombineras (3) med (5) erhålls: Ha

Omean = 2πr0 + 4(rmax - r0)

(5) (6)

Detta ger töjningen i stål wiren (6) som med hjälp av wirens spännings-töjnings samband ger den radiella spänningen i provet.

Omean - 2πr0 4(rmax - r0) εwire = –––––––––– = ––––––––– (7) 2πr0 2πr0 Med hjälp av den beskrivna försöksuppställningen kan därmed materialets ”bulkmodul” (tryckmodul) kontinuerligt utvärderas. Ett exempel på detta visas i figur 8.

Data av detta slag för grovkornigt material, har i stort sett varit omöjligt att plocka fram tidigare via laboratorieförsök. Fältförsök har naturligtvis kunnat genomföras, men till stora kostnader.

Från fältförsök är det som regel inte möjligt att få fram lite mera generella materialmodeller, vilket är fallet för den beskrivna försöksutrustningen.

Med bättre och mera relevanta materialmodeller blir det möjligt att använda bättre analysmetoder vid beräkningar, vilket förhoppningsvis leder till bättre beräkningsresultat med tillhörande kvalitetshöjning.

■

Referenser

Berglund, A. & Forsman, J. (2008).

Grovkorniga jordars mekaniska egenskaper. – Laboratorietester med storskalig skjuvapparat. Luleå tekniska universitet, Examensarbete CIV 2008:170, Luleå.

Edeskär, T. (2006). Use of tyre shreds in civil engineering applications: technical and environmental properties. Luleå tekniska universitet, Doktorsavhandling 2006:67, Luleå. ISSN 1402-1544/ISRN LTU-DT-06/67-SE/NR 2006:67.

Gustafsson, G., Häggblad, H.-Å. & Knutsson, S. (2007). Experimental characterization of constitutive data of iron ore pellets. Luleå University of Technology, Luleå, SE-97187. ISSN 1402-1757/ ISRN LTU-LIC-08/12-SE/NR 2008:12, Submitted to Geotechnical Testing Journal.

Karlsson, R. (1986). Geotekniska laboratorieanvisningar del 10: Kompressionsegenskaper. Stockholm: Statens råd för byggnadsforskning: Svensk byggtjänst.

ISBN 91-540-4651-3.

Mácsik, J. & Westerberg, B. (2001).

Laboratorieprovning av gummiklipps miljögeotekniska egenskaper. Teknisk rapport. Institutionen för väg- och vattenbyggnad. Avdelningen för geoteknik. Luleå tekniska universitet. ISSN:1402-1536; 2001:02.

Svensk standard SS 02 71 27 (1991).

Geotekniska provningsmetoder – Skjuvhållfasthet – Direkta skjuvförsök. Byggstandardiseringen. Stockholm.

Yong, R. N. & Townsend, F. C. (1980).

Laboratory shear strength of soil. ASTM Special technical publication 740. Publication code number 04-740000-38.

Norra Länken 2008

GeoTEKNIK

EN ingenjörsmässig utmaning ELU har idag 10 st erfarna geotekniker och geokonstruktörer. ELUs nya geoteknikavdelning växer och arbetar med allt från geotekniska och miljögeotekniska undersökningar, utredningar och riskanalyser i tidiga skeden, till avancerade geokonstruktioner, kontrollplaner och uppföljning under byggskedet.

ELU har utmärkta referenser från mer än 40 år av anläggnings- och husprojekt. Det ger en stor

Bygg & teknik 1/09

variation av spännande och intressanta uppdrag som ger en fantastisk möjlighet till fortsatt utveckling för alla som uppskattar geoteknik, smart ingenjörskonst och utmanande projekt.

Efter ett mycket framgångsrikt år och en fortsatt ljus framtid söker vi nu fler duktiga medarbetare till geoteknikavdelningen.

Mer info: www.elu.se

77

krysset

Kryssa rätt och vinn biobiljetter!

Fem rätta lösningar belönas med två biobiljetter var!

Senast den 5 februari 2009 vill vi ha ditt svar. Lycka till!

Namn ..........................................................................................................

Gatuadress ................................................................................................

Postnummer .......................... Ort ............................................................

Eventuell vinstskatt betalas av vinnaren.

När Du löst korsordet, fyll i namn och adress på talongen och skicka sedan in hela sidan i ett kuvert till: Bygg & teknik, Box 190 99, 104 32 Stockholm.

78

Läste Du det i Bygg & teknik?

Du vet väl att Bygg & tekniks innehållsregister från 1997 och framåt finns på vår hemsida: www.byggteknikforlaget.se

Bygg & teknik 1/09

Pinega – en flodfärd sommaren 2007, fortsättning Carl Michael Johannesson fortsätter här skildringen, från förra numret av Bygg & teknik, av sin resa till den skogrika och närmast väglösa Pinegaregionen – en avfolkningsbygd i det inre av norra Ryssland.

riciteten i byn påslagen. När hon återvänder till Sosnovka och Archangelsk och stänger barnlägret för vintern, då stängs elektriciteten av i byn. De två åretruntboende som bor kvar och trotsar kyla och mörker, de får hålla mörkret borta med fotogenlampor eller paraffinljus.

När vi kommer fram halv sex på morgonen bjuds vi på frukost. Efter tre timmars sömn hämtas vi av barnen som är nyfikna på oss utlänningar. På programmet står lekar och tävlingar. Säcklöpning, kuddkrig på stång och kråkhopp är några av lekarna som vi deltar i. Vi främlingar kom att ingå i det vinnande laget. Om det var uppgjort på förhand tål att fundera på.

Tatiana Nikolaevna driver på ideella grunder ett barnläger dit barn i åldrarna sju till sjutton år får åka och leva lägerliv. Tre läger på fyra veckor vardera, från början av juni till slutet av augusti ger sammanlagt omkring tvåhundrafemtio barn en upplevelse för livet.

För detta betalar de sjutusen rubel, vilket är en låg kostnad även med ryska mått. Många av barnen kommer från hem med problem av alla

Vi har nu lämnat myllret på stationen i Korpogory och avlägsnar oss från centralorten och tätbefolkade bygder, om man nu kan tala om det i det ryska Norrland, i ett avlägset hörn i norra Archangelsk län. Här bor knappt en invånare per kvadratkilometer. ”Tiotusen öde byar mellan Archangelsk och Moskva”, upprepar jag för mig själv och undrar hur många som finns i denna del av det gamla Ryssland.

Det ena huset efter det andra som vi passerar förefaller vara civilisationens sista utpost. Gryningen är utsträckt över flera timmar.

Byggnadernas silhuetter smälter I Kotjkas slutar vägen. Här har Tatiana Nikolaevna samman med skogsbrynen. Vägen byggt upp en barnkoloni, där barn och ungdomar får framför oss är mjuk och blöt efter tillbringa fyra veckor på landet. Barnkolonin ligger vid veckor av regnande. Vid varje vägs ände, vid Övre Pinega. vattendrag och bro som vi passerar har vattnet trängt upp genom vägligt slår föraren om ratten och ger sig in i banan. Timmertransporterna har svårt att tallskogen, längs uppkörda fåror i markforcera de trånga passagerna vid broarna. täcket. Underlaget består av sand. I morPå ömse sidor är vägen oftast sönderkörd. gondiset träder där fram en vägskylt som Ibland står ett timmerekipage som kört bär byns namn, Kotjkas. fast i gamla hjulspår och blockerar. Med vana händer vid ratt och växelspak balan- Byar som uttrycker övergivenhet serar dock vår chaufför Sergei bilen förbi och förfall hindren, ömsom ridande på hjulspårens Vana vid usla vägar och utan att förvånas åsar, ömsom grenslande fördjupningar över att behöva ta in i ruckel till bostäder i och sjöar i vägbanan. byar som uttrycker övergivenhet och förMin plan den första dagen bestod i vila fall, når vi resans mål, det lilla sommarhuoch planering. Istället kommer vi att kas- set intill ängen i slutet av byn. Morgontas in i alla de händelser som vi behövt tid dimmorna har ännu inte skingrats. Några för att ställa om oss inför. Tids nog får urblekta blå och röda plagg hänger på man ändå sova, resonerar jag. tvättlinan. På gårdstunet står en huggHur overkligt det än kan förefalla blir kubb. Intill ligger en rostig yxa. Byggnavägen sämre ju längre vi kommer. Plöts- den vi kommer att bo i har två plan. På det nedre finns ett vindfång som samtidigt utgör veranda. Intill ligger ett förråd samt ett trapphus och hall. På det övre Artikelförfattaren På barnkolonin i Kotjkas finns ett tiotal planet finns ett sovrum och på det nedre Carl Michael byggnader uppförda eller renoverade ett vardagsrum som även har två sängJohannesson, är under de senaste tio åren. Här finns platser.

Förrådet innehåller barnkolonins till vardags lärare matsal, skolhus, expedition, bostadshus marketenteri. vid KTH, Kungliga för barn och ledare, sjukstuga och så Byggnaden är Tatiana Nikolaevnas Tekniska högskovidare.

Kolonin är öppen från juni till personliga bostad under vistelserna på lan, i Stockholm. augusti och tar emot tre grupper med barnlägret.

Jag får intrycket att hon äger i e-post: cmj@kth.se sjuttio till åttio barn i varje grupp. stort sett hela byn. När hon är här är elektBygg & teknik 1/09

79

de slag. De kommer från byar utmed älven och de kommer från storstaden.

Byggnaderna har logementsliknande sovsalar där sängarna står uppradade, på tvärs ut från väggen med en passage emellan. Barnen har med sig ett minimum av privata tillhörigheter. Pojkar bor för sig, flickor för sig. De olika åldersgrupperna bor i var sina byggnader.

I barnbyn finns en matsalsbyggnad med ett stort kök. Under de första åren saknades väggar och barn och vuxna satt på bänkar under ett gemensamt tak. En av ledarna ansvarar för matlagningen. De flesta vuxna är kvinnor i åldrarna trettio till fyrtio år. En man återfinns bland ledarna, gymnastikläraren. Av hans fysionomi att döma, är han den som bäst behöver de övningar som han tvingar barnen att utöva.

Lärarna bor för sig i en byggnad och barnen finns utspridda i fyra. Det finns även några äldre barn som bor i några av husen längre bort i byn. En byggnad utgör diskotek och samlingslokal, klubb som det heter på ryska. En annan byggnad är kontor och skola. En barsk och bestämd kvinna med glimten i ögat, Jekaterina Maximovka, är föreståndare för lägret.

Hon bor i en egen byggnad.

Barnen är organiserade i grupper på olika nivåer med skilda ansvar. En sextonårig pojke, Oleg, är gruppledare. Oleg bär en ny läderjacka, skinande blank och med metallspännen. Vid morgonuppställningen klockan nio anmäler de tre ungdomsgrupperna närvaron och hur de utfört de uppgifter de blivit tilldelade. Därefter får de dagens uppgifter. När Oleg har fördelat uppgifterna till de tre grupperna rapporterar han till lägerchefen. De äldre ungdomarna, de i artonårsåldern, drar på sig hennes utskällning för att de

rumlat om under natten och inte utfört det som de blivit tillsagda att göra.

Några av barnen har särskilda uppgifter, mer ansvarsfulla. De barnen känns igen på sina bruna båtmössor av militärmodell. Organisationen inte bara påminner om en militär plutonsindelning med chef, ställföreträdare och gruppchefer.

Det är en organisationsmodell hämtad från pionjärläger och äldre tiders sommarläger för ungdomar. En lägerchef svarar för byggnader och underhållsarbeten.

Lärarna arbetar i köket. Bland lärarna finns också de som svarar för sjukvård och friskvård.

På anslagstavlan finns uppspikat de sju regler som barnen ska följa:

Västerlänningar på besök är något ovanligt, särskilt i dessa trakter.

Fortfarande finns det barn som ställer upp för att bli fotograferade och som fascineras av att strax efter få se sin nytagna bild på kamerans bildskärm.

Efter morgongymnastiken och före frukosten sker morgonuppställningen i lägret.

Den sextonårige Oleg får rapporter från grupperna och ger i sin tur order om dagens uppgifter.

80

1. Aldrig gå ensam till Njochtja 2. Kämpa, aldrig ge upp 3. Aldrig lämna området 4. Aldrig vara likgiltig 5. Lyssna till dig själv 6. Aldrig bli våldsam 7. Tillåta dig att vara glad – och ledsen.

Tatiana Nikolaevna har tre barn. Två av dem har befattningar vid lägret. En dotter, Paulina, är en av ledarna, en son i artonårsåldern, Kolja, är ungdomsledare.

En tolvårig son, Dania, hör till lägerdeltagarna.

Barnen hjälper till med de dagliga sysslorna. Belöningen för detta kan vara att de tilldelas större matransoner. Över huvud taget är mat och att få äta sig mätt i de flesta barnens tankar.

Lägret har Tatiana Nikolaevna byggt upp tillsammans med sina familjemedlemmar och människor som ideellt verkar för barnens utveckling. Det har på tio år vuxit från ett par byggnader till ett tiotal.

Nya har uppförts och gamla har renoverats. De fyra veckor som varje grupp barn tillbringar på lägret är på alla vis annorlunda jämfört med den tid de annars skulle tillbringa hemma.

Barnen börjar dagen med uppställning klockan åtta, följt av morgongymnastik och löpning. Ny uppställning följer klockan nio, då de delas in i grupper och får sina uppgifter. Först därefter får de sin frukost. Lek och övningar pågår fram till lunch och morgonschemat upprepas under eftermiddagen. Soliga dagar beger de sig till badet vid älven. Målning, städning och potatisskalning finns också på schemat. Husen behöver underhållas.

Denna junimånad hade det regnat nästan

En motorcykel är lika populär i alla åldrar. Många är försedda med sidovagn. Hjälm har man kanske hört talas om, men det är inget man använder.

Ungdomarna är anpassade till ett liv med ett minimum av säkerhetsanordningar.

Bygg & teknik 1/09

var dag och det hade givits få tillfällen till bad – fram till dess vi kom.

Det religiösa inslaget är påtagligt. Tatiana Nikolaevna har låtit uppföra ett kapell i byn. Inne i en skogslund ligger en offerplats. Platsen är utmärkt genom en mycket liten byggnad med tak och väggar på tre sidor. Byggnaden är stor nog att rymma en person som kan gå in och knäfalla. Seden bjuder att besökaren lämnar en gåva som har betydelse för givaren.

Barnen i gruppen lämnade mynt, klädesplagg och små saker de hade utfört och som de tyckte om. Ett av barnen lämnade den tröja han bar. ”Det är viktigt att ge något som verkligen betyder något för en”, förklarade han. ”Annars är det ingenting värt”.

Under kvällen framför barnen ett skådespel som de gjort till gästernas ära. En av lärarna är akrobat och utför en dans, där hon balanserar vätskefyllda glas samtidigt som hon slår volter. Några barn sjunger sånger och vi gäster framför våra samtidigt som vi delar ut gåvor. Tatiana Nikolaevnas äldsta son, Kolja, sköter ljudanläggningen. Han har en ledig stil, ser ut som han nyligen varit i slagsmål och han har flera framtänder utslagna.

Bland de yngre rör han sig som den prins han spelar under kvällens skådespel.

En turnering med ”pionjärboll”, liknande volleyboll, följer för de äldre barnen och vi gäster deltar. De yngre förbereder discot som pågår fram till midnatt.

När vi lämnar festen har solen försvunnit under horisonten för en kort stund. Den dag som skulle bli en vilodag efter en lång nattlig resa, den blev en dag fylld av händelser. Tid för vila och återhämtning, det blev det inte nu och det skulle det inte bli under resten av färden heller.

Sommarnatten är ljus. Inga skuggor faller på marken. De förfallna husfasaderna återger sommarnattens milda färger, i rött och gult. Ån ligger blank. Gräset

I andra änden av byn ligger ett av de hus som ännu är bebott året om. Kvinnan som bor här är i sjuttioårsåldern. Hon får hjälp med att hugga ved inför den långa vintern.

När september infaller, då stängs elektriciteten och den kopplas inte på igen förrän i juni, när en ny kull med barn anländer.

lyser grönt som vore det neon. Det råder en overklig stämning den här tiden på dygnet. Barnen är inne i sina hus – antagligen. Sovvanorna är rätt fria. Tapto sker vid tolvtiden, i vissa fall först klockan två eller tre.

Nästa morgon upprepas morgonproceduren. En av pojkarna i lägret är kunnig i engelska. Han har varit på liknande barnläger under flera år. Han är fjorton och heter Vigdi, ett smeknamn för Viktor. Tatiana Nikolaevna utser Vigdi till min lokala guide. Han är lojal och mån om att visa lägret och omgivningarna. Sällan ser man något leende komma över honom. Han känner människorna längs bygatan. I ett av husen bor husmors gamla mamma.

Hon är en av de två som bor här året om.

Med säkra steg går Vigdi in på gårdstunet

till ett av husen. Gräset står högt. Mitt på planen ligger några korrugerade plåtar täckta med bräder. Vigdi lyfter undan två av plåtarna. Där under ligger ett förråd med potatis och grönsaker. Det får vara ifred för tjuvar, men så befinner vi oss också vid vägs ände, långt från städer och större samhällen.

Gles tallskog sluter sig kring husen

Det blir tid för avfärd från lägret högt upp längs floden och långt in i skogen, längre bort än vad människor anar. Tatiana Nikolaevna hjälper oss att lasta in utrustningen i jeepen. Barnen vinkar när vi ger oss iväg. Föraren balanserar bilen på och mellan de djupa fåror han tidigare dragit upp, när han kört genom byn och mellan husen. Den glesa tallskogen sluter sig

Under sommaren finns tamboskap som betar fritt i byn. De stora boningshusen längs bygatan är sammanbyggda med lada och fähus. Ett av husen används på traditionellt vis och där kan barnen i lägret hämta mjölk varje morgon.

Bygg & teknik 1/09

81

snart kring husen. Solen går i moln och dagens starka färger förbyts i grå.

Den första byn vi kommer till består av ett antal slitna hus. Det är svårt att avgöra om de är tio eller trettio år gamla, eller kanske ännu äldre. Aldrig har de blivit helt färdigbyggda. Underhållet har många gånger kommit i efterhand.

En sliten rysk trikolor hänger slak på en byggnad mitt i byn. Flaggan tas aldrig ner utan hänger uppe i sol och regn, i storm och stiltje, dag som natt. Här ligger kommunalkontoret. När jeepen kör upp till trappan framför entrédörren kommer kommunalrådet oss till mötes. Med den vänliga myndighet han bemöter oss, känner vi oss som ambassadörer från främmande land. De små lokalkontoren har alla ett gemensamt utseende med liknande planlösning. Kontorsrummet har ett stort skrivbord, där kommunalrådet presiderar. Intill sig har han en telefon, bakom sig porträtt av president Putin och den ryska trikoloren.

Kommunalrådet Victor Ermov börjar sin berättelse. Det är en lektion i geografi och näringsliv, historia och nutid. Även framtiden nämns, men snarare i visioner än i faktiska planer. ”Jordbruk och skogsskötsel är främsta näringarna”, berättar Victor Ermov. ”Av de olika regionerna inom Archangelsk län är Pinega den mest skogrika. För omkring femton år sedan, i början av nittiotalet, upphörde flottningen på Pinegaälven. I Njochtja bor nu sexhundratrettio människor. Antalet återvändande sommargäster är endast tio, men så ligger samhället också långt bort och relativt svårtillgängligt.

Under åttio- och nittiotalet, då byggde man bostadshus här. Under de senaste sex, sju åren har inte ett enda hus byggts.

Tamboskapen här i samhället uppgår till färre än fem hundra, med bland annat trettiosex nötkreatur och fyra hundra får.” ”Förr hade varje by, liten som stor, sitt eget kapell. De revs, förstördes eller för-

föll efter revolutionen på nittonhundratjugotalet. Nu byggs nya kapell runt om i Ryssland, både på landsbygden och i städerna, men ännu inte i Njochtja. Vi hoppas att villkoren här i samhället kommer att förändras i och med byggandet av den nya järnvägen Bilkamore, från centrala Ryssland norrut mot Mezen”. Man kan se på Victor Ermov hur han i sitt innersta ber om att detta mål ska förverkligas. ”När den står klar, då får vi en egen station, Njochtja”, berättar han stolt.

De intensiva timmarna under det första dygnet gör sig påminda när vi sitter och lyssnar till Victor Ermov som berättar utförligt om bygdens och kommunens historia. Med pennan som stöd hålls tröttheten borta. Det är varmt inne. Vi bjuds på te och köpta kakor. Spänningen om vad som strax väntar är hög, men inte så hög att det inte är med ansträngning som ögonlocken hålls uppe.

Nu hör vi sånger, skratt och musicerande

Anförda av kommunalrådet går vi över till klubben, byns festlokal. Det är en byggnad med gråbrun liggande panel och en entrétrappa mitt på långsidan. Vi bjuds att stiga in genom de inåtgående pardörrarna och kommer in i en korridor. Nu hör vi sånger, skratt och musicerande på andra sidan korridorväggen. Kommunalrådet går före in genom dörren in till rummet varifrån de glada rösterna och musiken kommer. Strax kommer han tillbaka och leder mig in i lokalen. Här står en kör med tretton kvinnor uppställda på rad. De är uppklädda i glittrande och färgsprakande dräkter, i rött och i guld. Med starka röster stämmer de upp sin bröllopssång, den som inleder varje möte mellan kören och främmande gäster. Kvinnorna som är i åldrarna från trettio till sjuttio år anförs av en nordiskt blond kvinna med stark utstrålning, några och trettio år gammal. Hon bjuder mig att bryta brödet, den

Kören i Njochtja äter och skålar mellan sångerna. Den leds av Nadezhda Mikhailovna Buliguina som är några och trettio. De flesta kvinnorna är annars i övre medelåldern.

82

ena av de två bröllopsgåvor som de nygifta bjöds i det gamla Ryssland. Salt var det andra. Kören sjunger och plötsligt är det jag som är huvudpersonen.

Bakom kören står ett middagsbord uppdukat. På varannan meter står en liten flaska vodka, ibland med kryddat innehåll, ibland med likörliknande, men med samma styrka oavsett smak.

Eftermiddagen övergår i kväll innan alla sånger, alla lekar, allt ätande, allt skålande och alla hedersbetygelser och tal är avslutade. Bandspelaren har fångat sångerna, kameran människorna bakom dem.

Bordets innehåll är dokumenterat. Minnet av alla rätter, alla de specialiteter som det månghövdade sällskapet frambringat, det väcks åter till liv vid åsynen av bilder eller av ljudet från de klara stämmorna och spelmännens dragspel. Med rörelse tänker jag tillbaka på de timmar då skratten och talen höll deltagarnas vardag på håll, då sången förenade och då bordets läckerheter vittnade om rikedom. Det är tillfällen som återkommer, men sällan. I det av kyla och materiell fattigdom härjade skogslandet är varje tillfälle till sång och spel en rikedom. När främlingar kommer på besök så visar man upp sitt bästa. Man lever då för dagen. Vad som väntar i morgon, det visar sig tids nog.

Festen klingar av. De gamla spelmännen berättar om tider som var. Oenighet kan anas. Kvinnorna skrattar och tar upp en ny sång och snart ännu en. Vi förflyttar oss in i nästa lokal, större än den första.

Körledaren och hennes make tar scenen i besittning. Det vita ljuset övergår i violett aftonljus. Viktor Andreevich lyfter fram en keyboard, kopplar in förstärkare och högtalare och ger mikrofonen till sin hustru Nadezhda Mikhailovna, körledaren. Från att ha fått lyssna till folksånger, typiska för Pinega, får vi nu lyssna till dagens sång- och dansbandsmusik. Skickligt intar de båda scenen. Skickligt hanterar de sina instrument. Som sittande i ljuset i salongen på ett fartyg som stävar lugnt framåt på nordlig ocean är vi obekymrade om världen där utanför.

När festen är över går alla ut för fotografering. Sommarkvällen är ljus. Solen står högt över horisonten. Det är ännu en av de dagar man kommer att minnas.

När vi anlände till Njochtja strax efter lunch rådde mörker. Tunga skyar målade byn i grått. Nu har mörkret förbytts i klar blå himmel. Ljuset har återvänt. Landskapet målas i varma färger. Plötsligt har horisonten förflyttats långt i fjärran. Vi ser ut över Svansjön, den magiska som våra ledsagare berättar om. Från byns stolthet, den tio år gamla betongbron har man utsikt över ån Njochtja som dränerar Svansjön. På ömse sidor om ån klättrar bebyggelsen upp efter strandbrinkarna. Längst ner, närmast åkanten ligger bodarna, högre upp banjorna och högst däruppe, på krönet, där ligger boningshusen. De vänder sina gavlar mot ljuset och mot ån.

Bygg & teknik 1/09

Terrängen är kuperad. Från brinkens högsta punkter har man utsikt över kullar och öppna marker.

bor i ett rum och kök i det stora huset. På andra sidan förstugan, i det som en gång var lada och fähus, där ligger byns museum, Sergei Mikhailovichs privata. Köket och rummet har fönster dels mot gaveln dels mot söder respektive norr. I köket finns en säng ovanpå den stora murade spisen som ligger mitt i rummet. Under spisen finns en källare som kan nås via en lucka i golvet. Utmed kökets gavelvägg finns ett arbetsbord. På bordet står två datorskärmar varav en flatbildsskärm, en dator, en DVD och en videobandspelare.

Framför datorn ligger en videokamera.

Utmed sydsidan, längs fönsterfasaden, står en bänk där träarbeten står uppställda.

Det är svanar tillverkade av spånor, träleksaker och små träfigurer. Sergei Mikhailovich berättar att föremålen har tillverkats av hans assistenter, barn som kommer på besök. I hörnan mot rummet står en stol uppställd. Den är tillverkad av knotiga trädgrenar och rötter och är mer märklig än tilltalande.

Rummet är ägnat skrivande och kontemplation. Köket är en verkstad. Skrivbordet är välstädat och bordsytan är organiserad och uppdelad i olika fält. Högst upp till vänster ligger högen med äldre manus. Intill står stället med pennor och till höger om stället ligger en hög med nyskrivna manuskript. Närmast till vänster ligger en kamera med objektiv. Där intill finns en bandspelare och hörlurar. På skri-

Några timmar återstår innan natten sänker sig

Tatiana Nikolaevna ber oss skynda på stegen. Klockan är snart åtta. Det återstår några timmar innan natten sänker sig. Vi har framför oss ett besök på byns museum. Föreståndaren har väntat på oss. Tatiana Nikolaevna har förberett vår resa in i minsta detalj. De vi ska möta står på parad, anbefallda av sin välgörare.

Mannen vi möter, Sergei Mikhailovich Grigoryev, är en märklig man. Här i förskingringen, långt inne i skogsbygden som visserligen ligger öppen och ljus, men ändå utgör en avlägsen avkrok så långt man kan komma från städernas utbud och vimmel, här lever denne man som ger intryck av att vara antingen geni eller särling. Ett geni som med särlingens envishet söker bekräftelse på sin teori eller en särling som med geniets trosvisshet bosatt sig där inga meningsskiljaktigheter finns. Under tjugofem år arbetade Sergei Mikhailovich på antropologiska institutionen vid Moskvauniversitetet. Hans verk är handskrivet. Hans bibliotek finns innanför tinningarnas lober.

Blicken är intensiv. Mannen är välklädd och proper så när som på en fläck på skjortbröstet. Skorna är välskötta.

Sergey Mikhailovich Grigoryev är forskare från Moskva. Under tjugofem år arbetade han på antropologiska institutionen på Moskvauniversitetet. Nu tillbringar han somrarna i Njochtja, där han studerar tschudernas kultur och bygger på sin samling med föremål från trakten. Han engagerar barnen i sina sysslor, bland annat i att sy upp medeltida dräkter och tillverka träföremål.

Jackan, skjortan, byxorna och skorna är sannolikt de bäst vårdade inom byggnadens fyra väggar. Sergei Mikhailovich

Överblick, nyheter & kompetens! www.scandbuild.com ScandBuild – the Scandinavian Building & Construction Exhibition, 31 March–2 April 2009 Bella Center 31 mars–2 april 2009 Bella Center

Marknadens smartaste friskluftsventil ger en behaglig lufttillförsel året om.

Den nya självreglerande friskluftsventilen är anpassad för placering i ”gamla” ventiler t.ex. i klaffventiler eller bakom värmeelement.

Läs mer om vår självreglerande ventil på www.liljengrens.se tel:020-846280

Nya Plastdetaljer?

Vi gör hela jobbet • Produktutveckling • Formtillverkning • 5-Axlig fräsning • Formsprutning • Formsprutor 16 st • Detaljvikt 0,1-500 gr • Certifierade

POLYMER DON Tel: 016-14 21 26 • www.polymerdon.se Bygg & teknik 1/09

83

vytan ligger en bunt vita, oskrivna blad.

Längst till höger ligger en hög med tidskrifter, gamla och väl lästa. I rummet står en säng. Den är från 1913 och får anses gammal, särskilt i ett land som skövlat sin historia på föremål av alla de slag. Utmed norra väggen står ytterligare ett arbetsbord. Längre in i rummet står en symaskin. Upphängda på väggen finns skjortor, mantlar och dräkter som Sergei Mikhailovich tillverkat, ofta med barns hjälp. En mantel med svanmotiv och runtecken har använts av Tatiana Nikolaevna. Den har visats upp i Moskva där den fått pris.

De två assistenterna Olja och Lena kliver in i köket. Kanske lockas de av sin nyfikenhet och av vetskapen om att främlingar är på besök i byn. Lena är ljus och har ljusblå kläder. Olja har gul tröja och åtsittande jeans. Hon är iförd en turbanliknande huvudbonad. Ungdomars kläder är internationella. Det skulle knappast gå att skilja dessa ungdomars klädsel från den som bärs av unga i Väst, i Sverige eller på andra sidan Atlanten. Lena har blå ögon, Olja bruna. De är mitt i tonåren, fjorton kanske femton år gamla. Ett par pojkar kommer in i köket, lika nyfikna på främlingarna som de båda flickorna. Sergei Mikhailovich avvisar dem barskt. När de stängt dörren efter sig säger Sergei Mikhailovich ”huliganer” efter dem.

Under tiden som jag är inne i huset ägnar sig Sergei Mikhailovich åt att berätta om sin livsuppgift, att förmedla kunskap om tschud, ett estniskt folkslag som levde i trakten och som sannolikt också hade förgreningar i Finland och Skandinavien.

Livsuppgiften kan även bestå i att dokumentera varje händelse och varje föremål.

Med videokameran i hand filmar han oss gäster, närmast smygande inpå oss.

I ladudelen av byggnaden, med loge och fähus, har Sergei Mikhailovich samlat allsköns föremål. Inget är för oviktigt att spara till eftervärlden. Med temperaturer som under året pendlar mellan minus tret-

84

Byn Shidnema ligger utmed Pilafloden, ett biflöde till Pinega.

Byn är övergiven så när som på två bofasta och sommargäster.

tio och plus tjugofem inne i den ouppvärmda delen bryts sannolikt föremålen ner snabbare än om de legat kvar där man fann dem. Föremålen är rostiga och trasiga. De är staplade eller uppställda längs väggar och på tidigare fria ytor. Hyllorna dignar och lådorna är överfyllda. I den del av byggnaden där man förvarade hö, där kan man se de större föremålen. Sergei Mikhailovich har tillverkat väggtavlor, där han fäst yxor och verktyg. I den nedre delen av byggnaden, med lågt i takhöjd, där finns föremålsmuseet med de små föremålen, inga för enkla och betydelselösa för att inte läggas på hög. Här finns skruv och skrot i lådor och på hyllor som dignar under lasterna. I många fall är lådorna staplade på varandra.

Sergei Mikhailovich har studerat upp hur tschud förflyttade sig och slog sig ner i trakten av Njochtja. Han skriver för hand, datorer till trots. Ett av hans belägg

Pinegafloden vid Soltsa.

för att det var tschud som en gång levde här är namnet på byn som på tschudernas språk betyder svan och namnet på sjön intill är Svansjön, men nu på ryska. Tschuderna var långa och ljusa, med mer skandinaviskt utseende än de slaviska stammar som annars uppträdde i området. De bar byxor och de använde runskrift. De förde handel med ädla stenar och pälsverk. Färderna gick längs Biarmaland.

Man följde vikingaleder längs Pinega och Norra Dvina fram till Kolmgrad, senare tiders Xolmogori, biskopsstaden uppströms Dvina, fem mil från Archangelsk. I de isländska sagorna finns detta beskrivet, som en bekräftelse på vad Sergei Mikhailovich kommit fram till.

Rofylld tystnad infinner sig när vi kliver in i byggnaden

Timmarna går. Natten med sitt vilsamma mörker sänker sig aldrig helt. Vi viker av från stora vägen in på en sidoväg. I det flacka området kan en grupp byggnader skönjas mellan trädstammarna. De förefaller alla ha samma form och färg. På håll ser det ut som ett barackläger. Vid infarten till byn breddas vägen och korsar en stor grusplan, där hjulspåren löper kors och tvärs. Den rofyllda tystnaden infinner sig när vi kliver in i byggnaden, där vi ska inta vårt nattkvarter. Från gårdstunet ser man ut över betesmarker. Några hundra meter bort ligger ett par bodar. Intill ligger en upp- och nedvänd roddbåt. Nedanför rinner älven. När jeepen med Tatiana Nikolaevna och hennes chaufför försvinner längs bygatan så infinner sig tystnaden.

Inga mygg, inga motorljud, inga röster eller hundskall hörs. Kornas råmanden har upphört. Ingen vind visslar i skorstenar eller husknutar. Det är stilla, så stilla att man inte kan ge sig ro att sova.

Byn Soltsa har tvåhundrasextio invånare men endast tio skolbarn. De går i Bygg & teknik 1/09

Shidnema by. Tamboskap, antingen det är kor, får eller getter går i allmänhet lösa i byn. Staket är uppsatta kring husen för att skydda trädgårdarna, där man odlar grönsaker och har blommor planterade.

klasserna ett till tre och två till fyra. När de gått ut fjärde klass flyttar de över till skolan i Sosnovka, det närmaste större samhället som ligger nio kilometer norrut längs älven. Det är långt till de större samhällena. Sura är huvudorten i denna del av Övre Pinega och dit är det tre mil.

Där låg tidigare den enda skolan. På den tiden kunde skolbarnen återvända hem bara varannan helg. När undervisningen var slut klockan tre på lördagen, då fick barnen gå de tre milen hem, under höst, vinter och vår. De kom hem först vid niotiden på kvällen. Följande dag, på söndagseftermiddagen, då återvände de till elevhemmet i Sura.

I Soltsa finns inget arbete. Många av dem som har ett och det är oftast männen, arbetar i Sibirien eller i oljeindustrin långt hemifrån. De är borta en månad eller mer, kommer så hem en månad, varefter de försvinner igen. Så rullar livet på i byn.

Tio av byns boningshus står tomma. För

ett par år sedan dog ägaren till ett av de större och mer välskötta husen. Där finns något så ovanligt som en elektrisk pump som fordrar upp vattnet ur brunnen. Ingen ny ägare har gjort anspråk på huset. Det finns ingen som flyttar in i det, inte nu och knappast senare.

Morgonen kommer och solen står redan högt på himlen när vi stiger upp.

Svalt och fortfarande stilla. Inga motorljud hörs. Ödsligheten är slående. Har vi kommit till en öde by?

Efter någon timme kommer en kvinna iförd huckle gående utmed bygatan i riktning mot vårt hus. Kvinnan har en spånkorg i handen och en liten ryggsäck på ryggen. Ryggsäcken är av det slag som användes förr, grå, med skodda kanter och läderremmar. Med snabba steg kommer hon upp mot huset där vi bor.

Kvinnan presenteras som Lida Nikolaevna, syster till Tatiana Nikolaevna, vår guide och anförare. Ur korgen plockar

Mäktiga husgavlar reser sig mot bygatan. Ingen bor längre i husen. Förfallet sprider sig. Tak störtar in, fönsterrutor är utslagna, dörrar uppbrutna. I sitt sista skede utgör den kraftiga stommen ett bränsleförråd för dem som ännu bor kvar i byn.

Bygg & teknik 1/09

hon upp ett fat med korngrynsgröt, en av de delikatesser som jag särskilt frågat efter. Vidare plockar hon fram keso och smetana, blinier, bröd, smör och sylt.

Snart fylls korgen men nu med tallrikar, glas och bestick. En påse potatis, en knippa morötter och lök läggs ned i korgen. En sotig kaffepanna och en lika sotig kastrull spänns fast vid ryggsäcken.

Genom hagen och över fälten, där hästarna betar i fjärran går vi ner mot floden och väntande rorsman. Från strandbrinkens krön ser man boskapen som betar på strandängen. På motsatta stranden står träden tätt. Stranden är grund. Brinken reser sig brant och hög. Solens strålar glittrar i det framforsande vattnet. Det är en sydlig pastoral som breder ut sig under och framför oss. Vi ser en flod som har både rikt flöde och vattendjup. Efter fem veckors regnande är floden strid.

På avstånd syns silhuetterna av två kvinnor som går i riktning mot oss. De ska korsa floden tillsammans med oss och sedan följa oss på vår väg till byn på andra sidan. Den ena kvinnan heter Raisa Gregoraevna och har något mystiskt över sig, tycker Julia, tolken. Julia känner sig obehaglig till mods i kvinnans närvaro, som om en trolldom besvärjts. Den andra kvinnan heter Alephtina Ponomareva och är väninna till Raisa Grigoraevna. Hon har på gamla dagar flyttat från staden, köpt ett hus i Soltsa och planerar här för sin ålderdom.

Rorsman känner flodens strömmar

Rorsman hjälper oss att stiga ned i båten som har överbyggd för och är plåtklädd.

Den har ingen motor, men skulle kunna förses med en. Rorsman håller riktning för att komma rätt, inte så långt nedströms att han får svårt att ro tillbaka. Han känner flodens strömmar, var han ska lägga kraften och var han kan följa strömmarnas virvlar. Väl framme klättrar vi uppför branten. På andra sidan krönet breder en sandslätt med gles tallskog ut sig. Marken är täckt av vit lav.

De byggnader som ännu brukas ligger alla med sina fönsterförsedda gavlar ut mot Pilafloden. De ligger högt på strandbrinken, på säkert avstånd från vårfloden som för med sig is och höga vattenflöden, ofta med översvämningar som följd.

85

Detta år, 2007, inleddes med en kall och regnig junimånad. Vattenflödet är ännu stort. Där man tidigare kunde gå torrskodd längs stränderna är vattnet djupt.

Ett par timmars vandring längs sandiga vägar leder oss mot Shidnema by. Halvvägs till byn står ett nybyggt kapell. Det ligger intill en av de källor där vattnet strömmar, sommar som vinter. Källans flöde kan tyckas oansenligt, men i ett landskap som ger föga till skänks så är varje yttring ett uttryck för en nåd att visa tacksamhet emot. Alephtina Ponomareva som är mer religiös än de övriga i sällskapet stannar en stund i kapellet. Vi andra nöjer oss med att dricka av källans svagt salta vatten.

När vi närmar oss byn, som ligger på ömse sidor om de två hjulspåren med grässträng emellan, faller blicken på en klarblå plastkåpa, uppsatt på en lång träpåle. Under kåpan sitter en telefon. President Putin deklarerade på sin tid att varje by i det vida landet skulle ha en telefon uppsatt. Nu har de två invånarna i byn te-

lefon, men den sitter tyvärr i andra änden av byn, långt från de bebodda husen. De flesta byggnader ligger nu öde. Några barn kommer cyklande i riktning emot oss. De intresserar sig för oss främlingar och gör lovar kring oss. Barnen tillbringar sommaren hos sina mor- eller farföräldrar. En samling getter vandrar fritt längs byvägen. En hund står bunden vid sin koja. Andra hundar springer lösa och följer vår färd. Ingenstans behöver man känna rädsla för lösspringande hundar eller boskap som rör sig fritt i byn.

Av de hus som ligger utmed floden är flertalet bebodda nu på sommaren, ofta av människor som återvänder till sin barndoms by. De hus som ligger på ovansidan om bygatan, mot skogen, är alla obebodda och övergivna. Många har sönderslagna fönsterrutor, med gardiner som hänger i trasor och de har alla uppbrutna dörrar.

Inga bilar eller andra motorfordon finns i byn.

Flodarmen som vi nu kommer fram till och vid vars norra strand byn reser sig, heter Pila. Detta år är det mycket vatten även i den. Där man förr kunde gå torrskodd vid denna tid på året, där rinner vattnet meterdjupt mellan öar som bildats i det strömmande vattnet. Lida Nikolaevna leder sällskapet med säkra steg fram till en plats där floden gör en skarp böj.

Här ligger ett par stockar där vi kan sitta.

Intill finns några stenar där det går att göra upp eld. Raisa Grigoraevna, Lida och Lidas väninna i den storblommiga klänningen försvinner bort mot först ett buskage och sedan vidare till nästa. De kommer snart tillbaka med torra grenar och kvistar till elden. Grytan fylls med potatis och grönsaker. Lågorna slickar snart den sotiga kitteln. Tevattnet kommer till kokning. Lida rör i grytan och skär upp grönsaker, fördelar kött och serverar te. Utrustningen kan förefalla tung och otymplig, men den är enkel och funktionell. Det är vad man har och vad man är van vid. Grytans innehåll är rikligt. Ingen behöver känna sig hungrig efteråt. Portionerna är väl tilltagna.

Vandringen tillbaka går lätt. Kallkällan och kapellet nås efter en timma, floden efter ännu en. Rorsman står och väntar.

Vi kommer i tid och återvänder snart till Soltsa.

By brann ner mitt under orostider

Byn Soltsa brann ner sommaren 1918, mitt under inbördeskrig och orostider. Några barn hade lekt med elden. Det var skördetid och alla byns män fanns ute på fälten. I fjärran kunde de se hur rökmolnen steg över samhället. När de närmade sig gjordes fåfänga försök att rädda byggnaderna. Endast ett par blev kvar, i norra delen av byn.

Kanske var det detta som blev räddningen

Skolan är i dag för stor för de tio barn i som går i klasserna ett till tre och två till fyra. Den står kvar som ett monument över en svunnen tid. På grusplanen framför skolan står ett monument med en knäfallande, sörjande kvinna, en påminnelse om alla de unga män som gick förlorade under det stora fosterländska kriget, Andra världskriget, 1939 till 45.

86

Bygg & teknik 1/09

för byns invånare. Det berättas att de alla var sysselsatta med återuppbyggnaden och satte detta framför hatet till grannen. Det hat som väckts i strider mellan vita och röda fick aldrig fäste här. ”Visst fanns här sympatisörer för både de vita och de röda”, berättar lärarinnan Maria Sidorovna. Vit eller röd, alla delade de samma öde och alla hade samma mål i sikte, att återuppbygga byn. I Njochtja liksom i Kotjkas, där drog grupper fram och förde bort oliktänkande. Vita stred mot röda, röda mot vita. Några kan ännu berätta om händelserna. Mer närliggande i tid och mer påtagligt för Raisa Gregoraevna var dock bortförandet av hennes morfar och morbror under den Stora Terrorn på trettiotalet.

Ingen av dem kom tillbaka. Nu har de repatrierats och deras namn finns i en bok i byns kapell. Sent fick man veta att båda avrättades 1937.

Många var de som försvann under Stalinåren. De fördes till arbetsläger varifrån de aldrig återvände. Deras namn finns inte i några böcker. Långsamt kommer deras öde att glömmas och bödlarnas ogärningar att förringas. Byns postmästare uttryckte sig en gång vanvördigt om kamrat Stalin så sent som 1952. Han fördes bort och återvände aldrig.

Ytterligare en tragedi var kriget mot Finland 1939 till 1940. Mer än andra har händelserna som då utspelade sig satt djupa spår i dessa människors medvetande.

Många av de unga männen som stupade eller frös ihjäl i Suomussalmi och Raate eller i de karelska skogarna kom från dessa trakter. Andra kom från Volgaområdet, långt söderut.

Raisa Grigorevna är en intressant kvinna. Jag undrar inte på att tolken Julia tycker att hon har något främmande över sig. Hon skriver dikter och hon kan gå ner i spagat, sjuttiotre år gammal. Raisa Grigorevna har en stark stämma och klar röst när hon framför sånger hon skrivit. De handlar om morfar och morbror som fördes bort för att aldrig återvända, om livet vid Pinega, om det vardagliga stretandet.

Raisa Gregoraevna framför också en sång som hennes mamma sjöng sedan hon blivit änka. Jag kunde spela in sångerna. Julia skrev ner titlarna och översatte.

Det blir åter kväll. Vad som tycks ha upplevts i en annan värld i en annan tid sammanfattas i några rader.

Långt från Moskva till Pinega

När detta skrivs, i december 2008, har förhållandena i världen och i Ryssland förändrats. Ekonomier går över styr, lönsamma investeringar vänds i ruin, kapitalet flyr eller förgår. De omåttligt rika i Moskva eller Petersburg har fått nya hot att ta ställning till. Oljepriset har återgått till måttliga femtio dollar per fat från mer än ett hundra. Ledarna i Moskva gör ihärdiga försök att rädda rubeln.

Raisa Grigoryevna Buliguina är 73 år.

Hon genomför sin gymnastik regelbundet, kan gå ner i spagat, böja sig framåt med raka ben och sätta handflatorna i marken. Hon skriver dikter och framför flera av dem sjungande.

Från Moskva till Pinega är det långt, trettio år eller mer. Hit har dock rikedomen och den moderna välfärden inte hunnit nå. Man lever som förr och de gamla minns de svåra tider som rådde för inte alltför länge sedan. Även i dag tänker barn på att kunna få äta sig mätta.

■

Design Funktion Säkerhet Fräsch och smart design som framhäver inredningen i allmänna byggnader, shoppingcentra eller privata bostäder.

Tel: 0290-295 50

Bygg & teknik 1/09

www.cibeslift.com

87

Akustik/Bullerskärmar:

Byggplast:

BULLERSKĂ„RMAR

VĂ„G

JĂ„RNVĂ„G

TUNNEL

Isolamin bullerskärm uppfyller samtliga EN-normer fÜr bullerskärmar som ljudreduktion, absorption, vindlast, egentyngd, snÜlast och stenskott.

Vänligen kontakta oss, sü sänder vi vür bullerskärmsmanual fÜr er vägledning och val av utfÜrande.

FÜrsäljning: Region Nord, 0920-698 08 | Region Syd, 0451-590 00

Balkonger:

Fogtätningsmassor:

www.isolamin.com

6ÂˆĂŠĂƒiÀÛ>ÀÊvÂ&#x;Â˜ĂƒĂŒiĂ€Â?ÂœLL>Ă€it 6iÂ˜ĂŒÂˆÂ?iĂ€ /BĂŒÂ?ÂˆĂƒĂŒiĂ€ iĂƒÂ?>} BĂ€}

Âœ}“>ĂƒĂƒ>]ĂŠÂŽÂˆĂŒĂŒ Âœ}L>˜` 6iĂ€ÂŽĂŒĂž}]ʓ>ĂƒÂŽÂˆÂ˜iĂ€ “°“°

1 - &\ĂŠĂŠĂ¤ĂŽÂ™Ă“Â‡ĂŽĂˆĂ¤ĂŠÂŁĂ¤ĂŠĂŠĂŠĂŠĂŠĂŠĂŠĂŠĂŠ-/" " \ÊÊänÂ‡Ă“ĂˆĂŠxÓÊ£ä ĂœĂœĂœÂ°Â?iˆv>Ă€Ă›Âˆ`ĂƒĂƒÂœÂ˜Â°Ăƒi

Betong/Membranhärdare:

Fuktskydd:

– skivan

[ PP

Fuktsäkrar husgrunder! • Snabb uttorkning • Torr grund • Varm grund • God värmeekonomi • Lüg totalkostnad

Betongelement:

Brandskydd:

Svarvarvägen 8 A • 142 50 Skogüs Telefon 08-609 00 20 • Fax 08-771 82 49

www.isodran.com

Fukt, lukt, mĂśgel och radon TrygghetsVakten skyddar krypgrund & vind frĂĽn fuktrelaterade skador. s -ARKNADENS LĂ‹GSTA ENERGIFĂšRBRUKNING s -INIMALT MED UNDERHĂ?LL s Ă?RS LIVSLĂ‹NGD

Betonginstrument:

FĂśnsterrenovering: www.trygghetsvakten.se

031-760 2000

FÜnster . Inglasningar . Balkonger . Vasab-produkter Teknova Byggsystem AB • Box 75 • 592 22 Vadstena Tel: 0143-292 20 • Fax: 0143-131 50 • info@teknova.se www.teknova.se

88

Bygg & teknik 1/09

Geosynteter:

Golvbeläggningar:

branschregister Ingjutningsgods:

FLA Utveckling AB Gävle: 026-420 18 00 Lidköping: 0510-288 01 Rimbo: 0175-622 35 www.fla.se

Bentonitmatta • Geomembran • Dränmatta Geotextil • Geonät • BES • Vägtrummor Rörbroar

Lining Technologies Group

THE WORLD’S LARGEST PRODUCER OF BENTONITE LINERS

SCANDINAVIAN

TERRA TEC

Box 20179, 161 02 BROMMA Tel 08-764 68 80, Fax 08-98 05 19 www.meba.se Mobiltel 0708-55 77 89 0708-73 61 67

Allt pekar på att en bra epoxibeläggning skall hålla minst 40 år

Konsulterande ingenjörer:

Nöj dig inte med mindre!

NM Golv 100 UP har bl.a. god slitstyrka, är tryckfördelande, slagtålig, stötdämpande, kemikalieresistent och lättstädad.

För vårt kompletta golvsortiment, se vår hemsida.

Nils Malmgren AB

| Box 2093 | 442 02 Ytterby Tel: 0303-936 10 | www.nilsmalmgren.se | info@nilsmalmgren.se

Grund- och golvvärmesystem:

Din Partner för mark, väg och vatten

Geoteknik:

0771-640040 viacon@viacon.se www.viacon.se

Grundläggning: INFRASTRUKTUR OCH GRUNDLÄGGNINGAR BROAR BULLERSKYDD OCH STÅLRÖRSPÅLAR

De snabbaste analyserna av inomhusmiljö med kvantitativ DNA-teknik!

Kemiska analyser av mark och vatten och luft.

Ruukki klarar hela projektet för grund, stomme, tak och vägg

Tel +46 243 887 44 - infrasweden@ruukki.com www.ruukki.com

Bygg & teknik 1/09

Vi analyserar byggd miljö Box 15120 750 15 UPPSALA 018 480 58 00 www.anoZona.com

89

branschregister

Konsulterande ingenjĂśrer, forts:

Ackrediterad kalibrering www.sp.se

1002

Ljus och säkerhet:

Vi kalibrerar:

• Lufthastighet • LuftflÜde • Luftfuktighet

Kontaktpersoner Lufthastighet, LuftflĂśde Harriet Standar, 010-516 51 87

Luftfuktighet Per Jacobsson, 010-516 56 63

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Mätinstrument:

Prefabricerade badrumsmoduler:

Sportgolv:

Kraft – ljus – klimat:

Tak/Tätskikt:

• Byggnadsakustik • Buller • Vibrationer • Kalibrering 1002

– Ljudisoleringslab – Halvekofritt lab – Efterklangsrum

Tel: 010-516 50 00 • www.sp.se/akustik SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

90

Bygg & teknik 1/09

Radonsäkrad Vattentät grund i nya byggnader

Grace Construction Products Nu lanserar Grace för svenska markanden - Preprufe Unikt självhäftande membran som inte klibbar • • • • • • • •

Hindrar Radon att tränga in genom grunden Ger ett vattentätt skydd under och från sidan Lätt att handera Enkelt att montera Kostnadseffektivt Klibbfritt vid montage Klister aktiveras av färsk betong Använt under många år

www.graceconstruction.com

070910_SWED_AD_185x270mm.indd 1

042-167800

14/9/07 11:42:18

BEGRÄNSAD EFTERSÄNDNING Vid definitiv eftersändning återsänds försändelsen med nya adressen på baksidan (ej adressidan)

POSTTIDNING B

Avsändare: Förlags AB Bygg & teknik Box 19099, 104 32 Stockholm

9L ¿QQV ULNVWlFNDQGH och lokalt tillgängliga – nära kunden.

Göteborg 031-771 53 00 Helsingborg 040-31 71 03

erbjuder problemfri djupgrundläggning för alla typer av byggande. har lång erfarenhet och bred branschkunskap samt stor och ändamålsenlig maskinpark.

Kalix 0923-145 50 Linköping 013-10 52 60 Solna 08-585 529 00 Sundsvall 060-57 83 60 Södertälje 08-550 136 77 Umeå 090-13 72 15 Uppsala 018-24 54 63 Västerås 021-81 09 30

är störst inom grundläggningsbranschen.

Rätt från grunden.

Örebro 019-22 69 10

www.hercules.se

Guldsponsor för Grundläggningsdagen 2009