1/16 Bygg & tekknik

TEMA:

Geoteknik och grundläggning

Sveriges Äldsta Byggtidning

Effektivt markbyggande Nr 1 • 2016 Januari 108:e årgången

FAKTA ELU är generalkonsult för delområdena Land och Vatten åt Stockholms stad. Vårt arbete omfattar bygghandlingar för samtliga bygg-, anläggnings- och geokonstruktioner, inklusive alla provisoriska sponter och schakter.

KÄLLA: ELU/TIKAB

ELU GRUNDLÄGGER NYA SLUSSEN Den sällsamma Slussen-konstruktionen från 1930-talet är i så dåligt skick att den inte uppfyller kraven på bärförmåga och måste därför ersättas. Dessutom behövs en ökad avbördningskapacitet. Byggarbetena inleds till sommaren och det nya Slussen beräknas stå klart 2020. Skanska har vunnit de två största entreprenadkontrakten, och de utförs som utförandeentreprenader i samverkan.

Slussen i Stockholm har en mycket komplex geologi som präglas av en förkastningszon i berggrunden och en mäktig rullstensås som korsar varandra i områdets centrala del. Dessutom utgörs stora delar av området av utfylld sjöbotten innehållande mäktiga lager fyllning uppblandat med lera och organisk jord och där sättningar fortfarande pågår.

ELU genomför nu djupgående utredningar avseende grundläggning och stabilitet samt dimensionerar pålgrundläggningen och samtliga spontkonstruktioner. I uppdraget ingår det att upprätta detaljerade tekniska arbetsbeskrivningar och bygghandlingar. Vidare kommer byggskedet följas upp genom omfattande kontroll- och mätprogram.

Många av sponterna kommer att behöva drivas genom svårforcerad mark och arbetena utförs med krav på minimalt med inläckande vatten. När schaktarbeten för ledningsomläggningar påbörjades förra sommaren påträffades arkeologiska lämningar. I schaktgropen, som ligger på Södermalmstorg intill Stockholms Stadsmuseum, har bland annat kullerstensgator i flera lager från olika århundraden hittats.

VILL DU VETA MER

www.elu.se

Slussen kommer grundläggas på spetsburna borrade stålrörspålar och mantelburna stålkärnepålar till berg. Borrmetoden får inte orsaka sättningsrörelser men måste samtidigt kunna penetrera 10–20 m block- och trärik fyllning och därunder 30–50 m mycket löst lagrad rullstensås.

Flera fullskaleförsök görs på pålar under ledning av ELU, där pålarna prov belastas statiskt såväl som dynamiskt. Den låga stabiliteten i området kräver avancerade stabilitets beräkningar där interaktionen mellan befintliga pålar och omgivande jord modelleras med FEM.

VI SÖKER FLER GEOTEKNIKER/GEOKONSTRUKTÖRER. ELUs geotekniska avdelning är djupt involverad i arbetena med Slussen. Slussen är ett av Sveriges mest utmanande projekt med komplicerade geotekniska förhållanden som kräver unika lösningar och mycket hög kompetens. ELU kommer gradvis utöka sin organisation på geosidan och söker därför fler duktiga geotekniker/geokonstruktörer.

HÅLL KOLL PÅ PORVATTNET! LOGGANDE PVT-MÄTARE FÖR DIREKT NEDPRESSNING Porvattentrycket är en viktig informationskälla, inte minst när det gäller att fÜrutse sättningsskador i samband med tunnelbyggen och vid bedÜmning av skredrisker.

Geotechs PVT-mätare har inbyggd datalogger med programmerbara mätintervall, tĂĽligt bronsďŹ lter och en lĂĽngtidsstabil keramisk givare. Du fĂĽr en diskret och robust installation med automatisk datainsamling – utan separat datalogger!

ENKEL PROGRAMMERING – SNABB AVLÄSNING Det är lätt att programmera mätintervall frün det smidiga avläsningsinstrumentet. Du für omedelbar visning av aktuellt portryck – ingen tryckutjämning behÜvs.

Det tar bara nügon minut att hämta sparade mätvärden.

samtidigt som du für tillgüng till er och exaktare mätvärden än med traditionella metoder.

FJÄRRAVLÄSNING SOM TILLVAL Mät portrycket sü ofta du vill – helt utan besÜk, med Geotechs PVT Gateway. Logga in pü din personliga websida fÜr att hantera dina PVT-mätare, Gateways och projekt.

MINDRE MILJĂ–PĂ…VERKAN Minska projektets miljĂśbelastning och fĂĽ tid Ăśver fĂśr annat.

Det rymliga minnet hjälper dig att minska antalet besÜk,

).'%.*½23&)2-!. '%/4%#( !" s $!4!6­'%. !3+)- '½4%"/2' 4%, s ).&/ '%/4%#( 3% s 777 '%/4%#( 3%

4

Bygg & teknik 1/16

ledare

Tror på stigande räntor

I detta nummer • • • • • • • • • • • • • Byggnytt Produktnytt GeoBIM – nya metoder för riskhantering och framtagning av geomodell i 3D Mats Svensson Nytt sätt att förbättra inträngningsegenskaperna hos cementbaserat injekteringsbruk med momentant varierande tryck Stefan Larsson et al Effektivare markbyggande och FoU för ett hållbart samhälle Bo Vesterberg och Bo Lind Stålkärnepålar – erfarenheter och praxis Håkan Bredenberg och Fredrik Clifford BIG – små steg med stora positiva effekter Peter Lundman et al Sättningar i lera med stor mäktighet Per-Gunnar Larsson Är fem myror fler än fyra elefanter?

Gunilla Frazén och Lovisa Moritz Sannolik besparing av spont Anders Prästings et al Geoskicklighet – grundläggningsentreprenörer tar täten och ökar kraven Leena Haabma Hintze Ny typ av grundläggning för vindkraftverk kan spara stora pengar Wael Mohamed Geotekniska risker kan hanteras bättre Johan Spross et al Krysset Hantering av sulfidjord – några vanliga frågeställningar Josef Mácsik et al

8 10 12

17

24

29

34

37 44 47 53

59

63

67 68

OMSLAGSFOTO: STIG DAHLIN. SVÅRA SÄTTNINGAR I SÖDRA BANKOHUSET, STOCKHOLM.

Chefredaktör och ansvarig utgivare: STIG DAHLIN Annonschef: MARCUS DAHLIN Annonser: ROLAND DAHLIN Copyright©: Förlags AB Bygg & teknik Redaktion och annonsavdelning: Sveavägen 116, 113 50 Stockholm Telefon: 08-408 861 00 Hemsida: www.byggteknikforlaget.se E-post: förnamn@byggteknikforlaget.se Tryckeri: Lenanders Grafiska AB, Kalmar ISSN 0281-658X

Bygg & teknik 1/16

Tvärtemot Riksbankens prognoser om en oförändrad eller minskad ränta tror svenskarna att räntan kommer att stiga. Var tredje tror nämligen att den kommer att höjas med minst två procentenheter under de närmaste tre åren. Om de får rätt är det många svenska hushåll som kommer få det tufft. Svensk Fastighetsförmedlings senaste Bobarometer visar att var fjärde svensk bostadsägare skulle tvingas flytta om deras boendekostnad stiger med upp till 3 000 kronor i månaden. Bland de som inte äger sin bostad skulle hela sex av tio tvingas byta bostad om hyran steg lika mycket.

Bland bostadsägarna säger tre av fyra i undersökningen att man ändå inte är orolig för en höjd bolåneränta. De som oroar sig mest för höjda bolåneräntor är unga vuxna i åldrarna 18 till 30. Bland dem svarar 19 procent att de är oroliga för en ökning. De minst oroliga finns i åldersgruppen 51 till 65 år, bland dem är motsvarande siffra endast 14 procent.

Det är också de unga vuxna som är mest känsliga för en ökad boendekostnad. Hela 43 procent av de i åldern 18 till 30 svarar att de skulle vara tvungna att flytta om deras månatliga boendekostnad ökade med 3 000 kronor. Redan vid en ökning om 1 000 kronor

”Unga vuxna utan buffert är mycket känsliga för ökade boendekostnader”

”

skulle hela 14 procent av de yngre vara tvungna att flytta. Bland de i åldern 51 till 65 svarar hela tio procent att boendekostnaden inte kan öka överhuvudtaget om de ska ha råd att bo kvar i sitt boStig Dahlin ende. Störst buffert för ökningar har åldersgruppen 31 till 40. Av chefredaktör dem uppger 19 procent att deras boendekostnader skulle kunna öka med hela 9 000 kronor eller mer varje månad utan att de behöver flytta.

Tanja Ilic, vd på Svensk Fastighetsförmedling, säger i en kommentar till undersökningen att beredskapen för stigande boendekostnader är generellt hög bland svenskarna och de som kan har redan tagit höjd för både räntehöjningar och amorteringskrav. Att unga oroar sig mest för stigande kostnader tycker hon inte är särskilt förvånande. Många av dem har inte hunnit samla på sig en buffert för ökade utgifter, vilket gör dem mer känsliga för regeländringar och stigande räntor. Kravet på kontantinsats och ett möjligt amorteringskrav gör det dessutom svårt för många yngre i framförallt storstäderna att köpa sin första bostad.

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

––––––––––––––––––––––––––– Nr 1 v 3 Nr 5 v 32 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 2 v 10 Nr 6 v 37 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 3 v 14 Nr 7 v 42 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 4 v 20 Nr 8 v 47 –––––––––––––––––––––––––––

Numm er 1 • 2016 Januari Årgång 108

TS-kontrollerad fackpressupplaga 2014: 6 800 ex QR-kod

Medlem av

Helårsprenumeration 2016: 401 kr + moms Bankgiro 734-5531 Lösnummerpris 80 kronor

5

TEKNIKUTVECKLING - TILL NYTTA FÖR SAMHÄLLET

Välkommen till CBI Betonginstitutets informationsdag 2016!

När: 16 mars 2016 Var: World Trade Center, Stockholm

Läs mer på www.cbi.se

HÄR BYGGS DET:

6

”Hållbara visoner” Bygg & teknik 1/16

NOR DBYGG, 5-8 APR I L 2016 Välkommen till årets viktigaste byggmöte. Hämta din fribiljett på nordbygg.se redan idag, använd kod nordbygg16.

SARA BELTRAMI

Nordens största bygg- och fastighetsmässa.

BIM-STRATEG TYRÉNS

Bygg & teknik 1/16

7

I slutet av november gick startskottet för campus Albano. När området står klart blir Albano ett vetenskapligt nav som binder samman Stockholms universitet och Kungliga Tekniska högskolan (KTH) med varandra och med staden. Här skapas ett unikt socialekologiskt campus för 15 000 studenter och forskare med universitetslokaler, cirka 1 000 studentbostäder och plats för kommersiell service.

I takt med att Stockholms universitet och KTH växer behövs nya lokaler på både kort och lång sikt där universiteten kan verka och samverka, med varandra och med det omgivande samhället. Totalt kommer cirka 100 000 kvadratmeter universitetslokaler att byggas på området.

– Albano blir en modern universitetsmiljö, en plats för forskning och högre utbildning med goda förutsättningar för möten och samarbeten över ämnes- och institutionsgränser, säger Astrid Söderbergh Widding, rektor vid Stockholms universitet.

– För KTH:s del innebär det en välkommen utveckling där våra universitetsområden knyts närmare varandra vilket förhoppningsvis kommer att ge synergieffekter inom såväl forskning som utbildning och studentbostäder, säger Peter Gudmundson, KTH:s rektor.

– Att bygga campus Albano med 1 000 klimatsmarta student- och forskarlägenheter ligger helt i linje med vår målsättning att skapa fler hem för unga. Att dessutom skapa ett område med liv och rörelse under dygnets alla timmar i direkt anslutning till universiteten ser vi som oerhört positivt, säger Pelle Björklund, vd Svenska Bostäder.

Utvecklingen av campus Albano kommer enligt uppgift att ske i samklang med naturen där stor hänsyn tas till den biologiska mångfalden. Målet är att bli en förebild inom hållbart

ILL: SCHMID HAMMER LASSEN ARCHITECTS

Byggstart för campus Albano i Stockholm

Den nya 36 000 kvadratmeter stora vårdbyggnaden i Helsingborg ska stå klar 2019. stadsbyggande. I planarbetet har forskning inom hållbar stadsutveckling integrerats genom att en forskargrupp vid Stockholm Resilience Centre och KTH Arkitektur på uppdrag av Akademiska Hus lämnat synpunkter och förslag med utgångspunkt i socialekologisk stadsdesign. Att forskare på detta sätt aktivt medverkar i en planprocess gör Albano till ett unikt projekt.

Ny vårdbyggnad i Helsingborg Den 7 december 2016 togs det historiska spadtaget för den helt nya byggnaden. Målet uppges vara att bygga Sveriges mest moderna akutsjukhus.

När huset står klart 2019 kommer byggnaden att ha tre våningsplan och bestå av fyra sammanlänkade kuber med en yta på sammanlagt 36 000 kvadratmeter.

ILL: CHRISTENSEN & CO ARKITEKTER

Albano – ett unikt socialekologiskt campus för 15 000 studenter och forskare med universitetslokaler, cirka 1 000 studentbostäder och plats för kommersiell service.

8

Den nya vårdbyggnaden utgår enligt uppgift från patientens behov och har designats efter de krav som Region Skåne har på en modern vårdbyggnad. När huset står klart kommer det bland annat att rymma moderna och flexibla lokaler för somatisk öppenvård och dagvård, vuxenpsykiatrisk öppenvård, dagvård och heldygnsvård samt lokaler för serviceverksamhet och ett nytt produktionskök.

Den nya byggnaden kommer att byggas med stort fokus på långsiktig hållbarhet. Förändringar och verksamhetsanpassningar blir alltmer frekventa inom vården. Detta gör att fokus måste ligga på att skapa byggnads- och installationslösningar som ger flexibilitet inför framtida anpassningar och ombyggnader.

Bästa hållbara stadsutvecklingsprojektet I konkurrens med andra stadsutvecklingsprojekt i världen har Stockholm och Norra Djurgårdsstaden vunnit pris för bästa hållbara stadsutvecklingsprojekt i tävlingen C40 Awards. Priset delades ut på FN:s klimatkonferens i Paris av C40, Cities Climate Leadership Group, ett nätverk med stora engagerade städer runt om i världen.

– C40 Awards uppmärksammar städer som tar sig an det svåra arbetet att verkligen göra något för att påverka klimatförändringarna, och som visar upp verkliga resultat. De lösningar som lyfts fram i de olika priskategorierna fungerar som modell för andra städers arbete, säger Michael R. Bloomberg, ordförande för styrgruppen i C40 och FN:s särskilda sändebud för städer och klimatförändringar.

Norra Djurgårdsstaden är anpassad för framtida klimatförändringar där biologisk mångfald och ekologiska värden värnas och stadsdelen byggs resurssnål och med låg miljöpåverkan. Målet är att Norra Djurgårdsstaden ska vara fossilbränslefritt och påverka klimatet minimalt.

Bygg & teknik 1/16

byggnytt

Bygger 250 nya bostäder i Barkarbystaden

Ikano Bostad bygger 250 bostadsrätter i Barkabystaden.

Ikano Bostad har förvärvat ett kvarter som ingår i Barkarbystadens första etapp av Järfälla kommun. Här kommer företaget att bygga totalt cirka 250 bostadsrätter, där den första delen innehåller 75 lägenheter med byggstart under 2016 och planerad inflyttning vintern 2017/2018.

– Barkarbystaden är en ny stadsdel med stor potential! Vi har märkt av ett stort intresse för de planerade bostäderna och ser fram emot att vara med och utveckla området till en ny levande stadsdel, säger Christian Dahlman, bostadsutvecklingschef på Ikano Bostad.

Mark- och byggprojektering för massafabrik När SCA bygger ut Östrands massabruk i Timrå tar Sweco ansvaret för mark- och byggprojektering, samt delar av projekteringen av processrör. Investeringen i Östrand uppges innebära en fördubblad produktion av blekt barrsulfatmassa och skapar Sveriges största massabruk.

– Det här är en av de riktigt stora industriinvesteringarna i Sverige genom tiderna. Uppdraget bekräftar vår position som ledande expert inom projektering för papper och massa, säger Åsa Bergman, vd Sweco Sverige.

Sweco har utfört uppdrag i Östrand sedan 1920-talet. Under det senaste året har företagets experter inom alltifrån mark och geoteknik till brand och VA arbetat med förstudier inför satsningen. Arbete påbörjas omgående Bygg & teknik 1/16

och pågår till 2018, då den nya anläggningen förväntas tas i drift.

Sweco är för närvarande engagerade i ett flertal omfattande satsningar inom papper och massa runt om i Norden, bland annat i finländska Äänekoski och svenska Värö.

Växer rejält Masonite Beams är på väg att bli störste tillverkaren av I-balk i Europa genom ett nyligen träffat avtal med Crown Timber plc. Det svenska företaget är enligt uppgift den ledande tillverkaren av I-balkar i Norden och en av de ledande tillverkarna i Europa. I-balk är träbaserad lättbalk som används som stomme i olika typer av husproduktioner. Masonite Beams byggsystem uppges bidra till ett energieffektivt och hållbart bostadsbyggande. All produktion sker i Rundvik som ligger mellan Umeå och Örnsköldsvik i Västerbotten. Masonite Beams har tillverkat I-balk sedan 1974 och var tidigare en del av Masonite AB. Storbritannien uppges vara Europas största marknad för I-balk. Crown Timber är Englands och Irlands ledande distributör av konstruktionsvirke till byggindustrin, timmerhandeln och byggvaruhandeln. I-balk är Crown Timbers främsta affärsområde med en volym på cirka två miljoner löpmeter per år. Avtalet stärker därmed Masonite Beams position som en av Europas ledande tillverkare av I-balk.

För att möta den ökade efterfrågan på företagets byggsystem påbörjar nu Masonite Beams rekryteringen av personal till såväl produktion som administration. Personalstyrkan ska växa med 20 procent.

Tilldelas nybyggnadsprojekt i Kungälv Serneke ska bygga två flerbostadshus i nya stadsdelen Kongahälla i Kungälv. Projektet är enligt uppgift värt cirka 92 miljoner kronor och görs på uppdrag av bostadsföretaget Förbo.

Kongahälla är en framväxande stadsdel i centrala Kungälv som utvecklas av flera aktörer, däribland Förbo som ska bygga två etapper i området. Serneke har nu fått i uppdrag att bygga drygt 60 hyresrätter i Förbos första etapp. Projektet innebär nybyggnad av två femvåningshus samt en förskola med tre avdelningar.

– Det är riktigt kul att få vara med i ett projekt som är så stort och viktigt för Kungälvs fortsatta expansion. Projektet är också högintressant för Serneke, både med tanke på vår närvaro i Kungälv men också möjligheten att få jobba med Förbo som beställare på ett så fint projekt, säger Christer Larsson, arbetschef på Serneke.

Visionen uppges vara att Kongahälla ska utvecklas till en modern och varierad stadsdel med blandat boende, lokaler och verksamheter. Det är det största nybyggnadsprojektet i Kungälv i modern tid.

Det symboliska spadtaget togs i början av december och planerad markstart sker i februari 2016. Projektet beräknas vara färdigt för inflyttning till hösten 2017.

Projekterar ny vårdbyggnad i Malmö Region Skåne har utsett Tyréns som byggkonstruktör samt mark- och VA-projektör inför nybyggnaden av en vårdbyggnad på Malmö sjukhusområde. Den en nya vårdbyggnaden, som är uppdelad i två byggnader, beräknas att bli maximalt 70 000 kvadratmeter stor.

Byggnaderna kommer att ligga på var sida av Inga Marie Nilssons gata och blir sammankopplade med en gemensam källare och andra förbindelsevägar.

För Tyréns innebär uppdraget som byggkonstruktör att utföra byggkonstruktionsprojektering med ansvar för val av konstruktionslösningar, byggsystem och dimensionering.

Som mark- och VA-projektör ska Tyréns bland annat utföra utredningar, inmätningar, markundersökningar och detaljprojektering för gatu- och parkytor.

ILL: FÖRBO

I Norra Djurgårdsstaden ska minst 12 000 bostäder och 35 000 nya arbetsplatser byggas fram till 2030, och det behövs eftersom Stockholm är en av de snabbast växande regionerna i Europa. Det är en dubbel utmaning för Stockholm att klara av att växa och samtidigt klara högt uppställda hållbarhetsmål för hela staden.

En förutsättning är den breda politiska förankringen och ambitionen att Stockholm ska vara ledande inom hållbar stadsutveckling.

Serneke har nu fått i uppdrag att bygga drygt 60 hyresrätter i Förbos första etapp. Projektet innebär nybyggnad av två femvåningshus samt en förskola.

9

Lanserar ny bilningshammare Makitas nya HM1812 är enligt uppgift företagets hittills mest kraftfulla bilningshammare med en slagkraft på 72,8 J. Med sina 2 000 W levererar den hela 870 slag per minut och är alltså en given följeslagare i alla typer av bilningsarbeten.

Den nya HM1812 är utrustad med AVT – Anti Vibration Technology – vilket innebär att maskinen har en vibrationsabsorberande kåpa, samt att handtagen är separerade från motor och växellåda.

Detta uppges reducera vibrationer med upp till 70 procent.

Bilningshammaren är också utrustad med soft no load, en teknik som sänker varvtalet när maskinen inte belastas. Det ger enligt uppgift en fördel ur en ergonomisk synpunkt då de vibrationer användaren utsätts för under arbetet minskar ännu mer. Soft no load hindrar också maskinen från att vandra, och på så sätt blir det både enklare och säkrare att starta bilningen.

Bland tillbehören till bilningshammaren finns en transportvagn som gör det enkelt att flytta bilningshammaren från en plats till en annan, och ett dammutsug som är designat för att ta upp mer än 95 procent av det damm som bildas vid bilning. Till HM1812 finns också ett brett utbud av olika typer av mejslar – bland annat självslipande spetsmejslar. Vid användning av dessa spetsmejslar behöver arbetet inte avbrytas för att slipa om mejseln, något som sparar både tid och pengar.

Förvandlar telefon till mätinstrument

Nordtec Instrument AB i Göteborg utökar sitt utbud av digitala mätlösningar med den nya serien SmartProbes från Testo AG. Dessa innovativa och professionella givare i kompaktformat används tillsammans med en smartphone eller surfplatta och kan transporteras i en praktisk väska. De lämpar sig för alla viktiga temperatur-, fukt-, tryck- och luftflödesmätningar.

Smartphones har på kort tid blivit en fantastisk vardagsteknik som är tillgänglig för de flesta. Så varför inte använda den tekniken för att underlätta arbetet ute på fältet? Det var vad Testos ingenjörer frågade sig – sedan utveck-

10

lade de serien SmartProbes. Resultatet är åtta kompakta givare som kan anslutas till en smartphone eller surfplatta via Bluetooth. Det behövs också en app, som är kostnadsfri att ladda ned. Trots det lilla formatet är givarna försedda med marknadsledande professionell mätteknik och lämpar sig för alla viktiga temperatur-, fukt-, tryck- och luftflödesmätningar.

Den centrala delen i det här konceptet är den mångsidiga appen. Den kan installeras kostnadsfritt i antingen iOS- eller Android-enheter och uppges ge användaren många praktiska funktioner. Den har stor och tydlig mätvärdesvisning och kan visa mätdata i diagrameller tabellform. Dessutom kan mätresultaten skickas som Pdf-rapporter eller Excel-filer.

En modern klassiker

Dörren finns också att få med glasspeglar, som pardörr och som skjutdörr. Alla dörrar i den nya serien har också en massiv konstruktion som bidrar till att stänga inne eller ute störande ljud.

Trådlöst brandlarmsystem WES+ från Dafo Brand AB är ett trådlöst, mobilt brand- och utrymningslarm. Systemet behöver ingen fast installation. Det går därför snabbt att installera och är enkelt att anpassa i föränderliga miljöer.

Systemet är utvecklat för att erbjuda skydd av till exempel byggarbetsplatser, tillfälliga boenden och andra miljöer som är i behov av brandlarm – redan innan ett fast brandlarm kan installeras.

Brandlarmsystemet är enligt uppgift godkänt och certifierat enligt den europeiska EN54-standarden för brandlarm och det är CE-märkt.

Energiprestanda i passivhusnivå

Visst kan man kalla spegeldörren för en designklassiker. Den var populär redan på 1700och 1800-talen, men formen är lika aktuell idag. Det handlar om tidlös design som inte blir omodern och som enligt uppgift passar minst lika bra i en modern lägenhet som i en sekelskiftesvilla.

Swedoors nya spegeldörr Craft uppges vara en kvalitetsdörr som följer upp en gammal svensk hantverkstradition. Med sin höga finish och massiva konstruktion är den kanske det närmaste man kan komma en klassisk handbyggd trädörr. Men, med den skillnaden att det finns betydligt fler valmöjligheter vad gäller form och färg.

Dörren kan fås med en mängd olika spegelindelningar. Kanske bor du i ett 1920-talshus och vill ha en stiltypisk dörr med fyra lika stora speglar? Eller välj en elegant tvåspegeldörr med rena linjer till den nybyggda villan. Den nya dörren får helt olika karaktär beroende på hur de olika spegelformationerna kombineras och i vilken miljö dörren placeras. I ett hem i lantlig stil uppges dörren smälta in på ett naturligt vackert sätt, i en modern inredning får den ett uppdaterat men ändå genuint uttryck.

Men kanske påverkas den personliga stilen allra mest av färgvalet. Dörren erbjuds i de flesta NCS S- och RAL-kulörer. Matcha färgen på väggarna och skapa en harmonisk helhet eller lek med kul kontraster och skapa oväntade kombinationer.

Wicona i Växjö lanserar det nya fönstersystemet Wicline 75 TOP, ett av de första fönstersystemen i aluminium som når energiprestanda i passivhusnivå med ett slimmat profildjup på 75 mm – utan tilläggsisolering. Tack vare detta kan innovativa och kreativa fasadlösningar realiseras, med ett Uw-värde under 0,80 (W/(m²K).

Tack vare det nya fönstersystemet skapas enligt uppgift helt nya förutsättningar för gestaltning av kreativa, arkitektoniska uttryck.

Genom en innovativ och patenterad isolerstegsteknologi kallad ETC Intelligence uppnås optimal prestanda utan tilläggsisolering, vilket tidigare var förbehållet system med ett profildjup av 90 mm. Den nya isolerstegsteknologin erbjuder en ny och innovativ materialmix i isoleringszonen, vilket gör att tilläggsisolering i de flesta fall blir överflödig.

Bygg & teknik 1/16

produktnytt Även miljön uppges dra nytta av fönstersystemet med dess nya isolerstegsteknologi.

Genom att tilläggsisoleringen försvinner reduceras materialåtgången i konstruktionen, vilket också minskar CO2-utsläppen. Den nya konstruktionen förenklar enligt uppgift även produktens återvinningsprocess.

Ersätter tumstocken och måttbandet?

linska sjukhuset i Huddinge. Infästningsplattan finns i flera storlekar och används på låglutande bitumenklädda tak och isolerade tak oavsett underlag.

Fästplattan, som är framtagen av företagets utvecklingsavdelning i Strängnäs, tillverkas i återvinningsbart rostfritt A2 stål och kan kombineras med olika universalfästen ur företagets sortiment.

Utvecklingen av fästplattan inleddes, som så ofta hos SFS intec, med att en kund uttryckte önskemål angående en infästningsprodukt för solpaneler på låglutande tak. Det saknades säkra lösningar på marknaden och företaget som gör installationer av solpaneler frågade bland annat SFS intec om de hade någon lösning.

Den nya fästplattan kan fästas på olika typer av underlag med såväl betong-, metalloch träinfästningar. Plattan läggs ovanpå bitumentaket och skruvas fast med passande infästningsprodukter beroende på underlaget.

Därefter svetsas en bitumenskiva, som garanterar takets fortsatta täthet, över fästplattan med ett uttag för plattans upphöjda infästningspunkt.

Undertak med inbyggt brandskydd Flex Scandinavia AB i Karlstad presenterar en tålig, prisvärd och enkel digital längdmätare ADM 30 som berättigar frågan.

Längdmätaren mäter upp till 30 meter med toleransen ± 3 mm, med några enkla funktioner som längd, areamätning och kontinuerlig mätning. Måttet visas på en tydlig och ljusstark LCD-display och den uppges passa alla kategorier av hantverkare.

Med måtten 114 x 46 x 15,8 mm och en vikt på 38 gram så ryms den lätt i fickan.

Längdmätaren har ett inbyggt laddbart Li-Polymer-batteri och laddare medföljer. Det vill säga inga batteribyten och den stängs av automatiskt efter tre minuter.

Säker och hållbar infästningslösning för solpaneler

SFS intec har utvecklat en fästplatta, Sol-U, för infästning av solpaneler på låglutande tak.

Fästplattan som nu lanseras har enligt uppgift testats i flera stora pilotprojekt, bland annat i samband med solpanelsinstallationen på KaroBygg & teknik 1/16

bara undertaksplattorna och motverka övertändning och vidare spridning av brand och heta gaser.

Mångsidigt energisparglas Pilkington K Glass N är glaset som bör prioriteras i de fall där man vill utnyttja gratisenergin från solen maximalt. Glaset kännetecknas av sin höga solenergitransmission och släpper in solenergin samtidigt som det ger en god värmeisolering och ett behagligt inomhusklimat. Detta genererar en varmare och ljusare inomhusmiljö och reducerade kostnader för uppvärmning och belysning. Tack vare glasets slitstarka beläggning kan det hanteras precis som vanligt glas.

Det nya glaset kan användas som enkelt energisparglas, det vill säga utan att vara monterat i en isolerruta. Detta innebär att glaset kan tillläggsisolera äldre fönster genom att antingen ersätta ett av glasen i den befintliga rutan eller att läggas till som ett tredje glas i en separat båge. Glaset kan även sättas i spröjsade bågar, vilket är särskilt värdefullt vid renovering av kulturmärkta hus där den ursprungliga exteriören och interiören ska hållas intakt.

Byggvägledning om bullerskydd

Paroc kan nu erbjuda en K210-testad och godkänd lösning med undertaksskiva.

Vid en brand skapar undertakskonstruktionen en skyddande barriär mot värme och heta gaser. Den förhindrar upphettning och antändning av konstruktioner och installationer som ligger över undertaket. Det är därför viktigt att konstruktionen är utförd så att den vid värmepåverkan upprätthåller både bärförmåga och brandmotstånd. Detta är extra viktigt i byggnader och utrymmen som har högt skyddsvärde och i alla typer av utrymningsvägar där en brands spridning och tidsförlopp kan betyda skillnaden mellan liv eller död.

Lösningen består av undertaksskiva Parafon Classic i kombination med brandstansade bärverket Prelude 24 XL2 från Armstrong.

Plattorna i företagets akustikundertak tillverkas av stenull och har högsta brandklass, A1 och A2-s1,d0 enligt EN ISO 13501-1, vilket innebär att de är obrännbara och formbeständiga. Plattorna behåller sin form och bidrar inte till övertändning vid en brand. Armstrongs bärverk har en brandstansning som låter profilen pressas ihop och ta upp den utvidgning som sker i materialet när det upphettas vid brand. Därigenom kan bärverket hålla sig plant och intakt tillsammans med de obränn-

Byggvägledning 11 Bullerskydd är reviderad med hänsyn till Boverkets byggregler (BBR) och den nya utgåvan av ljudklassningsstandarden SS 25267.

Boken, som ges ut av Svensk Byggtjänst, är en del i byggvägledningsserien – en rad handböcker som har som mål att underlätta tillämpningen av föreskrifterna i Boverkets byggregler. Med hjälp av byggvägledningarna får projektörer och byggare lättillgänglig och konkret information anpassad till de funktionskrav som samhället ställer på byggnader och anläggningar. Varje enskild handbok behandlar ett avgränsat fackområde och innehåller berörda delar av BBR med kommenterande text.

Byggvägledningsserien vänder sig såväl till den erfarne som till den som är i början av sin yrkesutövning.

I denna fjärde utgåva av Byggvägledning 11 Bullerskydd redovisas kraven för bostäder i BBR samt för övriga lokaler i tabellform på luftljudsisolering, stegljudsnivå, rumsakustik och ljudnivåer för ljudklass C. Om dessa krav uppnås uppfylls också ljudkraven enligt Boverkets byggregler.

Författare är Leif Åkerlöf, verksam inom och delägare i Åkerlöf Hallin Akustikkonsult AB. Välkommen till byggteknikforlaget.se

11

GeoBIM – nya metoder för riskhantering och framtagning av geomodell i 3D BIM är här nu! Även inom geotekniken. Och det är hög tid att vi sluter den digitala kedjan – hela vägen från fält till förvaltning av geotekniska och geologiska data. Sedan en tid kallar vi konceptet GeoBIM. Vad det egentligen handlar om är att vi nu har system, rutiner och verktyg för att hålla ordning och reda på alla de undersökningsdata som vi samlar in i form av provtagningar och egenskapsbestämningar. Det innebär att vi nu också på ett mycket smidigare sätt än tidigare kan utnyttja dessa data för att ta fram osäkerhetsmodeller, göra 3D-visualiseringar av undermarksmiljön, göra volymberäkningar och så vidare.

Med GeoBIM har vi fått tillgång till nya verktyg och vi kan samarbeta med andra tekniska discipliner på ett enklare sätt än tidigare, och vi kan kommunicera de geotekniska och de geologiska förhållandena på ett mycket mer pedagogiskt sätt än tidigare, vilket bland annat är av stort värde för myndigheter som Mark- och miljödomstolen.

GeoBIM-konceptet utvecklas inom FoU-projektet Transparent Underground Structure (TRUST) (www.trust-geoinfra.se). Denna artikel beskriver innehållet i GeoBIM-konceptet och vilka möjligheArtikelförfattare är Mats Svensson, Tyréns AB / TRUST.

ter det erbjuder, samt vilka de redan identifierade och de förväntade utmaningarna är.

Geotekniska data – de sex stegen En geoteknisk undersökning syftar alltid till att i någon form beskriva hur de geotekniska förhållandena är under markytan, både i form av en lagermodell och i form av de olika lagrens geotekniska egenskaper. Vi kallar det oftast för att man tar fram en geomodell. De geotekniska resultaten används sedan i projekteringsprocessen på många olika sätt – beräkningar, modelleringar och så vidare.

Vägen för geotekniska data genom ett projekt kan delas upp i de olika stegen: Lagring av data, Modellering, Projektering, Visualisering och Arkivering. Status och karakteristika för de olika stegen beskrivs nedan.

Datainsamling. Geotekniska data samlas in genom olika typer av undersökningar i fält, oftast med en så kallad borrbandvagn, men också med olika geofysiska undersökningsmetoder eller undersökningar i borrhål. Prover som har tagits upp i fält kan sedan analyseras mer noggrant i geotekniskt laboratorium. I vissa fall finns det också tillgång till tidigare utförda undersökningar. Vissa av dessa data samlas in i ett och samma dataformat, men de allra flesta dataformaten är instrumentberoende och skiljer sig mer eller mindre från varandra.

Lagring av data. När data direkt från fält har kvalitetsgranskats ska den lagras i någon form av databas. För traditionella geotekniska data görs det normalt i ett så kallat Geoarkiv (Autograf/GS Presentation). Här kan dock inte andra typer av georelaterade data lagras, till exempel

geofysiska data, kärnborrningsdata, tidsseriemätningar. I ett stort infrastrukturprojekt där det förkommer en stor mängd olika undersökningsmetoder finns det idag ingen databas som kan hantera alla dessa olika datatyper.

Modellering. Data ur Geoarkivet används sedan för att i väldigt olika former tolka fram en geomodell. I sin enklaste form innebär det att ett rakt streck dras mellan nivån för tolkat berg i två undersökningspunkter, på en utskriven pappersritning. I en mer avancerad form görs det av en algoritm i en digital 3D-modell där alla undersökningsdata kan tändas och släckas och modellen kan roteras etcetera. Det finns idag ingen programvara som kan läsa in alla de undersökningsmetoder som idag används.

Projektering. När geomodellen är bestämd (detaljeringsgrad och osäkerhetsgrad varierar beroende på var i projektets tidplan man befinner sig) ska den användas som del av beslutsunderlaget för en mängd olika frågor i den vidare projekteringen – var ska linjedragningen för vägen eller järnvägen göras, profilnivå, hur grundläggs bron etcetera. I detta skede är det till stor nytta om framtagen geomodell och även de enskilda undersökningsresultaten enkelt kan kommunicera med de så kallade projekteringsverktyg som används av väg- och järnvägsprojketörer (Civil 3D, Microstation, NovaPoint). Det är i denna del av uppdragsprocessen som den mest optimala placeringen av aktuell anläggning i förhållande till den aktuella geomodellen görs. Idag är det vanligaste verktyget för att ta fram geomodellerna projekteringsverktygen (se ovan), vilket inte är det optimala. Bättre och mer tidseffektiva och ämnesspecifika programvaror

Figur 1: Schematisk figur över de sex olika steg inom vilka geotekniska och geologiska data används i olika form.

Visualisering är särskilt viktig under hela projekttiden för att optimera förståelsen för geodata för olika aktörer.

12

Bygg & teknik 1/16

Tabell 1: Möjligheter med GeoBIM-konceptet jämfört med de verktyg som idag används.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Idag GeoBIM Anmärkning ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Lagring Finns för cirka 25 X Skr, Vim, HfA, Jb, metoder av 150 CPT, Tr, Kv, Vinge möjliga. åtta metoder används i praktiken.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Modellering Kan göras med data X från ett fåtal metoder tillsammans.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Projektering Ytor tas fram, med X relativt stor insats.

Egenskapsmodeller saknas helt.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Visualisering Metodresultat: Metodresultat: x Prototyper för Modeller: x enstaka metoder.

Modeller: Hyfsat.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Arkivering Finns för de åtta vanligaste metoderna.

Används enbart av Stockholms stad i deras eget system (mkt bra). SGI har system (BGA) men det används ej alls av branschen. finns för att ta fram geomodellerna. Detta kräver dock att framtagna modeller enkelt kan exporteras till projekteringsverktygen.

Visualisering. Det är många olika aktörer som behöver kunna ta del av geoteknisk information. För att uppnå maximal förståelse och användning av både undersökningsdata och tolkad geomodell är visualisering av dessa i 3D ett starkt verktyg.

Eftersom olika aktörer har olika behov och också olika förmåga att ta till sig den georelaterade informationen är det viktigt att informationen kommuniceras på rätt sätt beroende på respektive aktör. Olika aktörer har behov av visualisering vid olika tidpunkter, vilket innebär att god visualisering av geodata och modell är viktig under hela projekttiden, se figur 1.

Arkivering. Innan en anläggning eller en byggnad är byggd kan den utredas och projekteras under lång tid. 20 år för en infrastrukturprocess är inte ovanligt. I dagsläget dimensioneras anläggningarna för 100 till 120 års livstid. Det innebär att

projektet i olika form lever i 100 till 150 år, och under den tiden ska det med all säkerhet underhållas, byggas om, breddas och så vidare. Mycket resurser kan då sparas om tidigare utförda undersökningar finns arkiverade på ett väl organiserat sätt. Exempel på resurser som sparas är nya seismiska undersökningar om i tidigare skede insamlade data finns tillgängliga och kan utnyttjas för omprocessering med nya programvaror, nya provtagningspunkter kan undvikas om CPT-data finns tillgängliga i annat format än pdf och dylikt. Ett sådant nationellt arkivsystem saknas idag.

En viktig faktor är att hela tiden känna till osäkerheten, både på ursprungliga data och i de efterföljande tolkningarna.

Ett vanligt exempel är hur väl bestämd, oftast angiven i +/- antal meter, modellen för bergöverytan är.

En jämförelse mellan möjligheterna med GeoBIM-konceptet jämfört med de verktyg som används idag i de olika stegen visas i tabell 1.

GeoBIM I samtliga av de fem olika skedena som beskrivs ovan finns har GeoBIM-projektet identifierat förbättringsmöjligheter. Den

Figur 3: Schematisk bild av GeoBIMdatabasen.

Figur 2: GeoBIM-konceptet.

Bygg & teknik 1/16

13

krävs en väldefinierad importfunktion. I GeoBIM-databasen har det lösts genom specifika rutiner för varje datatyp som läggs in. I dessa rutiner kontrolleras bland annat att formen på data är korrekt, koordinatsystem finns angivet, en ansvarig för data finns angiven etcetera. Denna information är särskilt viktig för spårbarheten av data genom hela processen.

Förbättrad riskanalys med osäkerhetsmodell

Figur 4: Gränssnitt för import och export av data till/från GeoBIM-databasen.

Figur 5: Osäkerhetsmodell framtagen för en delsträcka av Förbifart Stockholm.

Figur: Karin W, Golder och Olle B, TRV mest effektiva förbättringen har konstaterats vara att skapa en databas som kan hantera alla georelaterade data som används för ingenjörsmässiga tillämpningar. Med alla data samlade i en och samma databas förenklas alla de övriga skedena också.

I GeoBIM-projektet har en helt ny databas för geotekniska data utvecklats.

GeoBIM-databasen är kärnan i hela det geotekniska GeoBIM-konceptet, se figur 2 och 3 på föregående sida. GeoBIM-databasen lagrar data i ett format som kommunicerar med alla de programvaror som normalt används i projekteringen av ett anläggnings- eller husprojekt.

Det viktigaste med databasen är att den kan samla alla de geotekniska och geologiska data som används, i en och samma databas, i ett gemensamt dataformat. Det innebär en kraftigt förbättrad möjlighet att enkelt och kvalitetssäkert samtolka olika georelaterade data för att ta fram den mest relevanta geomodellen. I praktiken väljs en aktuell datamängd ut i GeoBIM-databasen, till exempel åtta Jb-sonderingar, elva markradarprofiler, fem resisitivitetsprofiler och 49 geologiska häll14

karteringar, alla koordinatsatta, för vilka en fil direkt importerbar i det valda modelleringsverktyget skapas, se figur 4.

Förbättrad kvalitetssäkring För att de data som läggs in i en databas ska vara så kvalitetssäkrade som möjligt

I alla tolkningar och bestämningar av georelaterade egenskaper ligger det en osäkerhet. Oftast saknas det en modell för hur stor denna osäkerhet är.

Kontraktsmässigt hanteras osäkerheterna oftast genom att reservera så kallade riskpengar i kalkylen. Inte sällan är riskpengarna en ansenlig del av den totala budgeten. Hos beställare finns det därför en stor önskan om att få kontroll över osäkerheterna, det vill säga att få fram en modell som kan beskriva hur stora osäkerheterna är. Då kan risken hanteras och en riskfördelning av projektets olika parter kan göras redan i upphandlingen.

Ambitionen är att inom GeoBIM-projektets tidsramar, avslut under 2016, ta fram en rutin för att alla data som läggs in i GeoBIM-databasen ska åtföljas av någon form av osäkerhetsmått. När denna information är på plats ges det mycket stora möjligheter att göra statistiska och sannolikhetsbaserade modeller för hur bra de följande tolkningarna är. Inom projektet utvecklar doktorand Anders Prästings, Jord- och bergmekanik på KTH, metoder för att med Baysiansk statistik beskriva osäkerheterna i de tolkade parametrarna och modellerna. Ett exempel på en typ av osäkerhetsmodell framtagen för bergets överyta på en delsträcka av Förbifart Stockholm visas i figur 5.

Exempel på användning av GeoBIM GeoBIM-konceptet har successivt utvecklats i några av de projekt där Tyréns har ansvar för geoprojekteringen, till ex-

Figur 6: Bergtäckningen projicerad i form av så kallade isolinjer, 1 till 4 m, för ett avsnitt av Varbergstunneln framtagen i projekteringsskedet.

Bygg & teknik 1/16

empel Varbergstunneln och ESS-projektet i Lund. Nedan anges några tydliga fördelar med georelaterad BIM i några olika skeden.

Varbegrstunneln – projektering. I projekteringsskedet för en ny järnvägstunnel handlar det om att placera linjeföringen så optimalt som möjligt både i plan och i profil, tillsammans med optimal tunnelsektion. Vid ett projekteringsmöte lyftes frågan om hur stor bergtäckningen var, det vill säga avståndet mellan tunneltak och bergets överyta, längs sträckan. Tack vare den goda ordningen på all data samlad i GeoBIM-databasen och den enkla kommunikationen mellan de olika modellerings- och projekteringsverktygen kunde frågan besvaras inom tidsramen för pågående möte, se figur 6 på sidan 14.

ESS – byggskedet. I byggskedet får man svaret på hur bra de modeller som togs fram i projekteringen är. I ESS-projektet i Lund togs en modell över bergets överyta fram via ett stort antal Jb-sonderingar och kärnborrningar med S-Geobor och programvaran MicroMine. I byggskedet har ett stort antal pålar slagits. För reglering av kostnad för pållängder och för att successivt förbättra bergmodellen gjordes en jämförelse mellan pållängder och tolkad bergmodell, se figur 7. Jämförelsen kunde enkelt visualiseras och beräknas i modellerings- och projekteringsverktygen tack vare de goda kommunikationsmöjligheterna med data organiserade i GeoBIM-databasen som kärna, trots många olika aktörer inblandade.

Implementering och kvarvarande frågeställningar Ostlänken, OLP4. GeoBIM-konceptet kommer att implementeras full ut i Ostlänken, delen OLP4, under 2016. Den förväntade utmaningen är att få alla rutiner för kvalitetssäkring på plats och att byta till ett nytt arbetssätt, att knyta den digitala kedjan från fält till förvaltning, att hitta de vardagliga rutinerna i det georelaterade hantverket. I inledningsskedet består, utöver enstaka tidigare undersök-

16

Figur 7: Exempel på jämförelse mellan bergmodell framtagen vid projektering och pålstopp i byggskedet. ningar, inledningsvis det nya undersökningsmaterialet av geofysiska undersökningar, Jb-sonderingar och geologiska berghällskarteringar, vilket är tre olika datatyper. Redan där får vi alltså en test på hur väl det går att samla dessa olika datatyper i en och samma GeoBIM-databas.

Under 2016 får vi svaret.

Kvarvarande frågeställningar. Inom GeoBIM-projektet är visionen att den utvecklade GeoBIM-databasen ska kunna bli en nationell databas för alla geoteknikrelaterade data. En frågeställning som då måste klargöras är vem som äger och tar ansvar för de data som tillgängliggörs.

Lyckas vi med det kan den kontinuerligt uppdaterade databasen spara samhället stora resurser i form av färre antal alternativt mer optimalt placerade undersökningspunkter i kommande projekt.

Den andra viktiga punkten att klargöra och beskriva kvalitén på de data som läggs in i databasen. För att data ska kunna användas för kraftfulla osäkerhetsmodeller och dylikt är det av största vikt att en bra rutin för kvalitetsbedömning av inlagda data tas fram.

●

Geotekniska data lagras kvalitetssäkrat och möjliggör arkivering och tillgänglighet i ett livscykelkostnadsperspektiv ● Resurssparande – med ordning och reda på data uppnås optimalt undersökningsprogram och dubblerade undersökningar undviks ● Möjlighet till visualisering av undersökningsdata och geomodell i 3D på ett lättillgängligt och pedagogiskt sätt gör att nya och viktiga aktörer får tillgång och förståelse för undermarksförhållandena – ett helt nytt kommunikationsverktyg. ■

Sammanfattning GeoBIM-konceptet möjliggör genom GeoBIM-databasen: ● Gemensam lagring av alla georelaterade undersökningsdata som förekommer inom bygg- och anläggningsprojekt

Bygg & teknik 1/16

Nytt sätt att förbättra inträngningsegenskaperna hos cementbaserat injekteringsbruk med momentant varierande tryck Ett mycket viktig moment i samband med undermarksbyggande är tätning av konstruktioner för att hindra vatteninflöde eller ett eventuellt läckage av lagrade material i konstruktionen. Sedan mitten på 1980-talet har man på Kungliga tekniska högskolan (KTH) forskat kring injekteringen av sprickor i berg med varierande tryck för att förbättra inträngningsförmågan av cementbaserade bruk. I tidigare studier har man huvudsakligen undersökt effekten av högfrekventa oscillerande tryck på brukets inträngningsförmåga men den uppnådda förbättringen har visat sig vara relativt begränsad. I ett doktorandprojekt på KTH har vi genomfört en experimentell studie för att undersöka påverkan av istället ett lågfrekvent tryck med en momentan tryckförändering på brukets inträngningsförmåga. Resultaten har visat på en betydande förbättring av inträngningsförmågan hos bruket jämfört med injektering med konstant tryck. Projektet har finansierats av Stiftelsen Bergteknisk Forskning (BeFo), Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond (SBUF) och Trafikverket.

Det är väl känt att ett cementbruks reologiska egenskaper, det vill säga viskositet och skjuvhållfasthet, har stor inverkan på hur bruket sprids i bergsprickor, till exempel Stille (2015). Ett sätt att reducera viskositeten och därmed förbättra inträngningsförmågan är att tillämpa dynamisk injektering, vilket påvisades av Pusch et al (1985). Senare visade Borgersson & Jansson (1990) att injektering med högfrekvent dynamiskt tryck förbättrar inträngningen av bruket även vid låga vattencementtal. De tolkade förbättringen som ett resultat av ett delvis sönderfall av den inre strukturen mellan cementpartiklarna i bruket. Långt senare genomförde Wakita et al (2003) försök med högfrekventa dynamiska tryck och visade en förbättring av flödet och den totala mängden injekterat bruk. De tolkade också resultatet som att det högfrekventa injekteringstrycket påverkar den inre strukturen Bygg & teknik 1/16

av bruket, vilket minskar viskositeten.

Helt nyligen demonstrerade också Mohammed et al (2015) i laboratorieförsök en förbättring av inträngningen av bruk med högfrekventa oscillerande tryck.

I dessa föregående studier har man fokuserat på hur högfrekventa oscillerande tryck påverkar strukturen av cementbruket med fokus på att förbättra de reologiska egenskaperna. Dessutom har man i laboratorieförsök endast använt parallella plattor för att simulera en bergspricka utan minskningar av sprickvidden, det vill säga förträngningar. Motståndet mot brukets spridning i dessa parallella plattor är resultatet av friktionen endast mellan bruket och dessa plattor. Resultatet är direkt beroende av brukets reologi och inte av en eventuell filtration vid förträngningar.

Andra påverkande faktorer I en rad studier har det påvisats att det är också andra faktorer än brukets reologi som påverkar inträngningsförmågan, bland andra Eriksson et al (2000), Eriksson & Stille (2003), Eklund & Stille

Artikelförfattare är Ali Nejad Ghafar, Anastasios Mentesidis, Almir Draganovic och Stefan Larsson, KTH Kungliga tekniska högskolan, Avdelning för jord- och bergmekanik.

(2008), Draganović & Stille (2011, 2014). Filtration och pluggbildning där sprickvidden plötsligt minskar påverkar

Figur1: Konceptuell modell av mekanismen för filtration/erosion vid statiskt och dynamiskt injekteringstryck.

17

också spridningen. Filtreringen är den dominanata faktorn vid brukets spridning i fina sprickor som är under den kritiska sprickvidden. Därför är förebyggandet eller minskning av filtrationen viktigt för att uppnå en bättre inträngning. En av faktorerna som påverkar filteringen är injekteringstrycket, Eriksson et al. (1999), Hjertström (2001), Draganovic & Stille (2011, 2014). Injektering med dynamiskt tryck kan under vissa förutsättningar förhindra eller minska filtrationen av bruket vid förträngningar jämfört med injekteringen med en konstant tryck.

Hypotes Vid injektering med cyklisk varierande tryck så varierar också brukets hastighet under varje cykel. På grund av varierande hastighet ändras också flödesvägarna samt storleken på eventuella virvlar som skapas vid förträngningar. Varierande

Tabell 1: Försöksplan.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Grupp Antalet Spaltvidd Tryck Topp- och försök [μm] bottenperiod [s] ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– C1 3 43 Statiskt C2 3 30 Statiskt V1 3 43 Dynamiskt 4 s/8 s V2 3 30 Dynamiskt 4 s/8 s V3 3 43 Dynamiskt 2 s/2 s V4 2 30 Dynamiskt 2 s/2 s flödesvägar kan då erodera eventuella delvis uppbyggda pluggar vid förträngningar och öppna sprickan igen (figur 1 på föregående sida). För att denna process ska fungera bör tryckvariationen vara tillräckligt stor men även tiden för maximalt och minimalt tryck har sannolikt stor inverkan. Om tidsperioden är för lång så hinner pluggbildningen expandera

över öppningen som sedan inte kan eroderas. Om tidsperioden är för kort så uppnås istället inte en effektiv flödesvariation.

Hypotesen för denna studie är således att det torde finnas en kritisk tid för toppoch bottenperioder som beror på sprickvidden, sprickans bredd och de reologiska egenskaperna (figur 2).

I studien studerades därför varierade injekteringstryck med frekvensen lägre än 1 Hz, med olika topp- och bottenperioder. Metoden testades med spaltvidder som minskades till 30 respektive 43 μm.

Försöken

Figur 2: Illustration av kritisk och tillhandahållen tid, vid max respektive min tryck, för momentan respektive oscillerande tryckförändering.

Cementbruket som användes baserades på cement Injektering 30 från Cementa AB och med vattencementtal (vct) lika med 0,8 samt med ett tillsatsmedel iFlow1 från Sika AB, 0,5 procent av cementvikten. Utrustningen (figur 3) består av en injekteringstank (2) som hänger under en lastcell (4). På botten av tanken är en kort spalt med en plötslig minskning av spaltvidden (3) ansluten. Tanken är trycksatt till 15 bar med en gastank (7).

Mellan tanken och spalten har tryckceller monterats för kontroll av injekteringstrycket.

I tabell 1 redovisas försöksserien med konstant och momentan varierande tryck.

Försökgrupperna C1 och C2 genomfördes med konstant 15 bar tryck som är nära det tryck som normalt används i fält. Försökgrupperna V1 till V4 genomfördes med momentan varierande tryck med maximalt 15 bar tryck och respektive topp- och bottenperioder 4 s/8 s och 2 s/2 s. Detta tider valdes utifrån resultat från inledande försök.

Utvärdering

1. Stålram; 2. Injekteringstank; 3. Kort spalt; 4. Lastcell; 5. Trycksensor-A; 6. Trycksensor-B; 7. Gastank; 8. Tryckregulator; 9. Kulsektorventil; 10. Ställdon & I/P omvandlare; 11. Flödesdiagram & loggerprogram; 12. Labblandare.

Figur 3: Försöksutrustningen.

18

Enklast kan den totala mängden av passerat bruk genom spalten användas som ett mått för att studera skillnaden mellan injekteringen med konstant och varierande tryck. Nackdelen av denna metod är att man inte kan följa filtration och erosion under hela injekteringsförloppet. En annan metod är att mäta trycket med tiden och därmed följa förändringen av bottentrycket (”minimum tryckeveloppen”) för att visualisera filtration och erosion i varje cykel (figur 4 på sidan 20). Varje positiv (uppåt) ändring av min-tryckeveloppen är en indikering på filtering och därmed att öppningen i spalten reduceras. KonseBygg & teknik 1/16

Jehander producerar, säljer och levererar sand-, grus-, berg- och jordprodukter.

Vi är även leverantör av TenCate Polyfelt Geotextil, förstklassiga kvalitetsprodukter som erbjuder dig optimala lösningar på tekniska problem.

För information och teknisk rådgivning Stockholm 08-625 63 30 Göteborg 031-86 76 50 Gävle 026-400 56 50 www.jehander.se

Bygg & teknik 1/16

19

Ingen filtration

Filtration

Erosion

Igenpluggad spalt Öppen ventil

Tryck (bar)

Ingen tryckförändring

Min-tryckenvelopp Stängd ventil

Tid [s] Figur 4: Illustration av utvärderingen av min-tryckenvelopp och filtrations- och erosionsprocessen. kvensen blir ett mindre flöde och då minskar också tryckfallet under bottenperioderna. En negativ (nedåt) ändring av min-tryckeveloppen är istället en indikering på erosion av en uppbyggd plugg. Då blir öppningen i spalten större, flödet ökar och tryckfallet under bottenperioderna blir större.

Resultat – total passerad mängd I tabell 2 och 3 visas resultaten från försöken genomförda med 43 respektive 30 μm

spaltvidd. I försöken med 43 μm spaltvidd och konstant tryck (C1) var genomsnittet av passerad mängd bruk mindre än halva tankvolymen. I försöken med samma spalt men med dynamiskt tryck (V1 och V3) passerade allt bruk från tanken genom spalten både med injekteringstrycken 4 s/8 s och 2 s/2 s. Om injekteringstanken hade varit större hade således den relativa förbättringen varit ännu större.

För att särskilja effekten av injektering med varierande tryck, 4 s/8 s och 2 s/2 s

topp- och bottenperioder, utfördes försök med en mindre spaltvidd på 30 μm. Flödesstopp inträffade i alla försök (tabell 3), men mängden passerat bruk var mycket större i försöken med dynamiskt tryck än med konstant tryck. I försöken med 4 s/8 sdynamiskt tryck var mängden passerat bruk 2,6 gånger större än i försöken med konstant tryck. I försöken med 2 s/2 s-dynamiskt tryck var mängden passerat bruk 10,7 gånger större än i försöken med konstant tryck. För de rådande förutsättning-

EFFEKTIVA PRODUKTER & KOMPETENT PERSONAL

SERVICE & KVALITÉ f9 =ࠫ9 790690;,905.

Vi på Tautech har en gedigen erfarenhet inom grundläggning med såväl borrning, pålning och spontning som grundförstärkningar av befintliga objekt.

Innovativ produktutveckling är även en stor del av Tautech, vi utvecklar produkter inom främst grundläggningsbranschen men även att hyra ut kompetent personal till olika uppdragsgivare i Sverige och norden.

Besök oss på webben

www.tautech.se +46(0)708-189 255 Smörgatan 2, 412 76 Göteborg

20

Bygg & teknik 1/16

Tabell 2: Resultat från uppmätt total vikt passerat bruk för försök med spaltvidd 43 μm.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Grupp Försök Topp- och Passerat Medel Tanken efter Förbättring bottenperiod bruk försöket jämfört med [s] [kg] [kg] statiskt tryck ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– C1 1 1,339 Ej tom (statiskt) 2 2,055 1,932 Ej tom 3 2,402 Ej tom ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– V1 1 4 s/8 s 4,189 Tom (dynamiskt) 2 4 s/8 s 4,302 4,271 Tom 2,2 3 4 s/8 s 4,321 Tom ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– V3 1 2 s/2 s 4,093 Tom (dynamiskt) 2 2 s/2 s 4,177 4,072 Tom 2,1 3 2 s/2 s 3,947 Tom Tabell 3: Resultat från uppmätt total vikt passerat bruk för försök med spaltvidd 30 μm.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Grupp Försök Topp- och Passerat Medel Tanken efter Förbättring bottenperiod bruk försöket jämfört med [s] [kg] [kg] statiskt tryck ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– C2 1 0,441 Ej tom (statiskt) 2 0,181 0,299 Ej tom 3 0,275 Ej tom ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– V2 1 4 s/8 s 0,852 Ej tom (dynamiskt) 2 4 s/8 s 0,824 0,786 Ej tom 2,6 3 4 s/8 s 0,684 Ej tom ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– V4 1 2 s/2 s 2,679 3,190 Ej tom 10,7 (dynamiskt) 2 2 s/2 s 3,702 Ej tom arna visar resultaten med 30 μm spaltvidd att injektering med 2 s/2 s-dynamiskt tryck var effektivast och gav minst filtrering.

16 14

Resultat min-tryckeveloppen

T r yc k [bar ]

12 10 8 6 4

Test V1-1

2

Test V1-2

0

Test V1-3 0

40

80

120

160

200

240

T id [s ] 16 14

Tryck [bar]

12 10 8 6 Test V3-1 Test V3-2 Test V3-3

4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Tid [s]

Figur 5: Utvärderad min-tryckenvelopp för försöksgrupp V1 och V3, topp- och bottenperiod 4 s/8 s respektive 2 s/2 s, spaltvidd 43 μm.

Bygg & teknik 1/16

I figur 5 redovisas resultat från försök med spaltvidd 43 μm. I graferna redovisas uppmätta tryck med tiden där de utvärderade min-tryckevelopperna är inlagda.

Resultaten från försöksgrupp V1 (4 s/8 s) som redovisas i figuren visar både cykler med en uppåtgående trend som indikerar filtration och en nedåtgående som indikerar erosion. Försökgrupp V3 (2 s/2 s) visar istället ett mer stabilt resultat med en gradvis svagt uppåtgående trend. Detta indikerar en växelvis filtration och erosion med en liten ackumulerad filtration i varje cykel. Det var också en betydlig skillnad i försökstiden mellan dessa försöksgrupper för att tömma tanken.

I figur 6 på nästa sida redovisas resultaten från motsvarande försök med spaltvidd 30 μm. Min-tryckenveloppen utvärderad från försöksgrupp V2 (4 s/8 s, spalt 30 μm) visar en skarp uppåtgående trend under några få cykler, vilket indikerar en snabb och påtaglig filtration. Resultaten från V4 (2 s/2 s, spalt 30 μm) visar också en skarp uppåtgående trend under de första 25 sekunderna, vilket också indikerar en signifikant filtration i början av injekteringen. Därefter visar resultaten på en 21

16 14

Tryck [bar]

12 10 8 6

Test V2-1

4

Test V2-2

2

Test V2-3

0 0

10

20

30

40

50

60

70

Tid [s] 16 14

Tryck [bar]

12 10 8 6 4

Test V4-1

2

Test V4-2

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

Tid [s]

Figur 6: Utvärderad min-tryckenvelopp för försöksgrupp V2 och V4, topp- och bottenperiod 4 s/8 s respektive 2 s/2 s, spaltvidd 30 μm. slumpmässighet mellan filtration och erosion, vilket håller spalten öppen för injektering en längre tid. Resultaten visar igen att dynamiskt injekteringstryck med 2 s/2 s topp- och bottenperioder var tillräckligt effektivt för att kunna hålla en spalt med spaltvidden 30 μm öppen även en längre tid för injektering.

Slutord Vid injekteringen av en konstgjord spricka med plötslig minskning av sprickvidden har ett varierande injekteringstryck en stor betydelse för en förbättring av inträngningsförmågan av cementbruket jämfört med injektering med konstant tryck. Resultatet av båda testade varierande tryck indikerar att perioder längre än 1 s kontrollerade filtration effektivt och förbättrade brukets inträngningsförmåga. Resultaten visade också att injekteringen med topp- och bottenperioder med 2 s/2 s var mer effektiv än injektering

med 4 s/8 s topp- och bottenperioder. Försöken med spaltvidd på 30 μm och med 4 s/8 s -varierande tryck visade på en 2,6 gånger bättre inträngning och injekteringen med 2 s/2 s-varierande tryck visade på en elva gånger bättre inträngning jämfört med injekteringen med konstant tryck.

Mekanismen bakom förbättringen av inträngningsförmågan med varierande tryck är sannolikt att det också sker en erodering av en delvis uppbyggda plugg under filtrationsprocessen. Det blir intressant ett studera effekten vid kommande försök med den betydligt längre spalten med varierande sprickvidder som tillverkats ■ inom doktorandprojektet.

Referenser Borgesson, L. & Jansson, L., 1990, Grouting of fractures using oscillating pressure. Proc of Int Conf on Mechanics of Jointed and Faulted Rock, pp. 875– 882.

Författarnas tack Den forskning som presenteras i artikeln har finansierats av Stiftelsen Bergteknisk Forskning (BeFo), Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond (SBUF) och Trafikverket. Arbetet har bedrivits inom FoU-projektet TRUST – Transparent Underground STructure, delprojekt TRUST 3.3 Realtidsmätning av injekteringsbehov.

Mer om TRUST finns att läsa på http://www.trust-geoinfra.se/.

22

Draganovic, A. & Stille, H., 2011, Filtration and penetrability of cement-based grout: Study performed with a short slot.

Tunnelling and Underground Space Technology 26(4), pp. 548–559.

Draganovic, A. & Stille, H., 2014, Filtration of cement-based grouts measured using long slot. Tunneling and Underground Space Technology 43, pp. 101– 112.

Eklund, D. & Stille, H., 2008, Penetrability due to filtration tendency of cementbased grouts. Tunnelling and Underground Space Technology 23(4), pp.

389–398.

Eriksson, M., Dalmalm, T., Brantberger, M. & Stille, H., 1999, Separationsoch filtrerings stabilitet hos cementbaserade injekteringsmedel. Rapport 3065, KTH Jord- och bergmekanik.

Eriksson, M., Stille, H. & Andersson, J., 2000, Numerical Calculations for Prediction of Grout Spread with Account for Filtration and Varying Aperture. Tunneling and Underground Space Technology 15(4), pp. 353–364.

Eriksson, M. & Stille, H., 2003, A method for measuring and evaluating the penetrability of grouts. ASCE Geotechnical Special Publication 120, pp. 1326–1337.

Hjertström, S., 2001, Microcementpentration versus particle size and time control. Proc of the 4th Nordic Rock Grouting Symposium, SveBeFo Rapport 55, pp. 61–71.

Mohammed, M.H., Pusch, R. & Knutsson, S., 2015, Study of cement-grout penetration into fractures under static and oscillatory conditions. Tunnelling and Underground Space Technology 45, pp.

10– 19.

Pusch, R., Erlström, M. & Börgesson, L., 1985, Sealing of rock fractures – A survey of potentially useful methods and substances. Lund: Swedish Geological Co & Lund University of Technology and Natural Sciences.

Stille, H. (2015), Rock Grouting – Theories and Applications. BeFo Stiftelsen Bergteknisk Forskning, ISBN 978-91637-7638-0.

Wakita, S., Aoki, K., Mito, Y., Kurokawa, Y., Yamamoto, T. & Date, K., 2003, Development of dynamic grouting technique for the improvement of low-permeable rock masses. Proc of the 1th Kyoto Int Symp on Underground Environ, pp.

341–348.

Bygg & teknik direkt på nätet Årgångarna 2006 till och med 2/2015 av Bygg & teknik finns nu att läsa i fulltext på vår hemsida: www.byggteknikforlaget.se

Bygg & teknik 1/16

grundfÜrstärkning - djupstabilisering - masstabilisering

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

Bygg & teknik 1/16

23

Effektivare markbyggande och FoU för ett hållbart samhälle

Geokonstruktioner utgör en avgörande kostnadsandel för såväl investering som underhåll av väg- och järnvägsanläggningar och även till viss del för byggnader. Genom en långsiktig satsning baserat på systematiskt och långsiktigt forsknings- och utvecklingsarbete kan: ● Kostnader sänkas för byggande och underhåll ● Kvaliteten öka i byggande och underhåll ● En reducering ske avseende miljöbelastning och energiförbrukning samt naturresurser sparas.

Med markbyggande menar vi alla typer av markarbeten och geokonstruktioner exempelvis bankar, skärningar, schakter, grundförstärkningar, grundläggning och stödkonstruktioner, figur 1. Ett effektivare markbyggande förutsätter bibehållen eller ökad teknisk säkerhet avse-

Artikelförfattare är Bo Vesterberg, tekn dr, och Bo Lind, docent, vid Statens geotekniska institut (SGI).

24

FOTO: SGI

Forskning och utveckling (FoU) inom markbyggande innebär möjligheter till stor ekonomisk besparingspotential och möjligheter till miljömässigt bättre lösningar vid byggande och underhåll. I relation till de mycket omfattande samhällssatsningarna och till de stora värden som står på spel satsas det relativt lite medel på forskning och utveckling inom markbyggande i Sverige. I denna artikel vill vi peka på några områden där forskning och utveckling behövs och kan bidra till ökad kvalitet och effektivitet i markbyggandet.

Figur 1: Grundläggning med pålar vid nybyggnad av järnväg. ende funktionalitet för infrastruktur, byggnader och slänter, och minskade livslängdskostnader och miljöbelastning inkluderat att effekter av klimatförändringar beaktas.

Geoteknisk kunskap och metoder måste ständigt omprövas och förnyas för att kunna utveckla och effektivisera byggande och förvaltning av anläggningar och byggnader. Besparingspotentialen är stor, och bara geotekniskt relaterade skadekostnader pekar, med en rimlig ambition, på en besparingspotential på nära en miljard per år i Sverige. En branschenkät genomförd 2012 av Statens geotekniska institut (SGI) visade på att de största skadeorsakerna bedöms vara brister i kunskap/kompetens och brister i geoinformation avseende egenskaperna hos jord och berg (SGI, 2013, Effektivare markbyggande). Till detta kommer potentialen i att bygga med smartare lösningar, vilken sannolikt är större. Vi menar att ett effektivt sätt att arbeta är att knyta forskning och utveckling till konkreta byggprojekt och samtidigt öka samverkan mellan myndigheter, näringsliv och universitet.

Vi menar att gemensamma forskningsprojekt, med inriktning på tillämpning, utgör ett nödvändigt komplement till akademins grundforskning. Ett nätverk för statliga myndigheter som bedriver, be-

ställer och/eller finansierar forskning och utveckling inrättades år 2013 av Vetenskapsrådet. Nätverket, som kom till efter ett förslag i utredningen ”Kvalitetssäkring av forskning och utveckling vid statliga myndigheter” (SOU 2012), är en viktig stödfunktion för utvecklingen av myndigheterna. Nätverket har blivit ett forum för kunskaps- och erfarenhetsutbyte när det gäller kompetensförsörjning, utveckling av kvalitetssäkringsmetoder och andra gemensamma forsknings- och utvecklingsfrågor.

Genom ett bättre utnyttjande av naturliga geologiska material på plats vid markbyggande, istället för att byta ut material, sparas naturresurser och energi och koldioxidutsläpp reduceras genom minskade transporter. I samhällsbyggandet används allt oftare sämre markförhållanden. Materialens geotekniska egenskaper och miljöegenskaper måste vara tillräckligt bra och vid behov kunna modifieras och verifieras i fält. Här finns ett stort behov av ny kunskap avseende materials egenskaper kopplat till beräkningsmodeller som underlag till förslag till bättre alternativ för jordförstärkning och grundläggning.

Ny kunskap och förbättrade eller nya verktyg för bestämning av materialegenskaper och modellparametrar till beräkningsmodeller ökar möjligheten till en efBygg & teknik 1/16

fektivare dimensionering av konstruktioner.

FoU i infrastruktur- och byggprojekt Offentligt finansierade byggprojekt borde bättre kunna utnyttjas för forskning och erfarenhetsåterföring. Detta ger möjligheter till samarbete mellan forsknings- och utvecklingutförare, byggherrar, konsulter och entreprenörer, vilket förväntas ge många mervärden, som exempelvis väsentligt reducerade kostnader i kommande och kanske även aktuellt byggoch underhållsprojekt förutom en långsiktig kunskapsuppbyggnad. Vi borde i Sverige exempelvis mäta mer och med högre kvalitet hur våra vägar och järnvägar och underliggande jord deformeras under såväl byggfasen som driftsskedet, och verkligen dra nytta av resultaten i både pågående projekt och för framtida projekt. Koppla sedan detta till utförda materialundersökningar och geotekniska beräkningar och dimensioneringar. Här gäller att forskare och erfarenhetsutförare kommer in i ett tidigt skede i byggprojekten för maximal nytta med forskning och erfarenhetsinsatser.

Några aktuella exempel på aktivt samarbete mellan forskare och infrastrukturprojekt är de vägprojekt som Trafikverket nu utför på sulfidjord i nordöstra Norrbotten. I ett fall har en provbank byggts i Gammelgården för att i huvudsak studera uppkomna sättningar men även stabilitetsförhållanden och eventuella behov av förstärkningsåtgärder, detta som underlag för att effektivisera kommande nybyggnad och omdragning av en vägsträcka av Väg 721, figur 2. I två andra fall, Väg 721 Bygg & teknik 1/16

Figur 2: Provbank i Gammelgården i Kalix, där sättningar av underliggande sulfidjord studeras som underlag till projektering av kommande omdragning av vägsträcka. i Gammelgården och Väg 729 i Keräsjoki, har Trafikverket beslutat att förstärka befintliga vägsträckor genom pelarstabilisering av den underliggande sulfidjorden, detta för att minska risken för skred, figur 3. I dessa byggprojekt har SGI:s forskare bistått Trafikverket (och dess konsulter och entreprenörer) med kunskap om sulfidjords geotekniska egenskaper och hur dessa lämpligen undersöks och bestäms, och i olika omfattning med planering och genomförande av projekten. Forskarna har i tidigt skede kommit in i infrastrukturprojekten och fått ett mycket värdefullt dataunderlag tillbaka från mätningar i fält av geokonstruktionernas egenskaper och beteenden och från genomförda laboratorie- och fältförsök. Kunskap och erfarenheter tas fram, dokumenteras och sprids till branschen i syfte att kunna användas också i kommande byggprojekt. ”Hela-kedjan-betraktelse” borde vara centralt i forsknings- och utvecklingsprojekt (precis som i infrastruktur- och byggprojekt), det vill säga en helhetssyn ska alltid finnas med oavsett vilken/vilka länk/länkar i kedjan som arbetas med, figur 4. Detta för att sätta in forskningsin-

FOTO: SGI

Kvalitetsfelkostnaden inom bygg- och anläggningsprojekt har översiktligt beräknats till mellan en och tre procent av investeringskostnaden. Inget tyder på att kostnader knutna till kvalitetsfel och brister inom geoteknik och markbyggande skiljer ut sig utan följer i stort samma mönster som byggsektorn i övrigt (SGI, 2013, Effektivare markbyggande). Inom det norska branschomfattande forskningsoch utvecklingsprojektet BegrensSkade (2012 till 2015) har man bland annat samlat erfarenheter kring skadeorsaker inom mark- och grundläggningsarbeten och funnit att det främst handlar om ”Borrning för stag och pelare”, ”Pålning och vibrering av spont och pelare” samt ”Inläckage av grundvatten”. Problem att uppnå tillräcklig effekt vid grundförstärkning lyfts också fram som en skadeorsak.

I en studie pekar man också på att standarder och vägledningar, i tillägg till huvudfokus att uppnå rätt konstruktion och kvalitet, i större utsträckning också bör ge anvisningar för att minska omgivningspåverkan och skador. Intressanta och viktiga tankar som bör diskuteras mer även i Sverige.

FOTO: SGI

Minska skadekostnaderna

Figur 3: Framschaktad kalkcementpelare i sulfidjord på cirka 1,5 m djup i Keräsjoki i Haparanda, i syfte att kontrollera kvalitet i skapad pelare. satserna i ett större sammanhang och försöka bedöma vilken påverkan arbetet får på hela ”kedjan” och slutprodukten. Den slutliga dimensioneringen av en geokonstruktion påverkas av resultaten av föregående insatser, exempelvis utvärderade parametrar från laboratorie- och fältförsök.

Geokalkylsystem för grundläggning Sverige står inför stora utmaningar att bygga bostäder och infrastruktur, det pra-

Figur 4: Geotekniska ”kedjan” från fältundersökningar till laboratorieprovning, till beräkningar, design och byggande och uppföljning i fält. ”Kedjan” och processen kan också vara riktad åt andra hållet som exempelvis vid användande av observationsmetoden.

Figur från Christer Åkerman (2000).

25

Internetadress www.swedgeo.se, Statens geotekniska instituts webbplats, där bland annat ”Geokalkyl” presenteras.

Referenser SGI (2013). Effektivare markbyggande, Förslag till: Handlingsplan 2013– 2016. Statens geotekniska institut, Linköping.

SOU 2012:20 (2012). Kvalitetssäkring av forskning och utveckling vid statliga myndigheter. Betänkande av utredningen om kvalitetssäkring av forskning och utveckling vid statliga myndigheter, Statens offentliga utredningar, Stockholm.

Figur 5: Markbyggnadskostnader beräknade i Geokalkyl och redovisade i GIS-system. tas bland annat om ett nytt ”miljonprogram” förverkligat på fem år! I det sammanhanget är geoteknisk kunskap grundläggande – i ordets alla bemärkelser. Mycket pengar och kvalitet finns att vinna med rätt placering och utformning. SGI har på uppdrag av regeringen utvecklat ett verktyg, Geokalkyl, för att översiktlig bedöma kostnaden för olika grundläggningsåtgärder i områden med skilda geotekniska förutsättningar. Systemet, som nu måste testas i fullskaliga applikationer, kan ge vägledning om hur kostnaden för grundläggning och markbyggande varierar med hänsyn till markförutsättningarna. Geokalkylsystemet är anpassat till BIM och ska kunna bli en del av ett transparent verktyg i hela byggprocessen, figur 5.

Internationalisering och erfarenhetsöverföring Vi menar att Sveriges – och inte minst

byggforskningens internationella samverkan måste öka. Europeiska rättsakter utgör en grund för en stor del av den svenska lagstiftningen. Genom medverkan i europeisk forskning och uppbyggnad av strategiska innovationsagendor kan Sverige aktivt medverka i processen för att ta fram evidensbaserade metoder och regelverk.

SGI arbetar med att föra forskningsresultat mot nyttiggörande och användning hos andra myndigheter eller näringsliv.

Målet är att forskningsresultat ska leda till nya praktiska rekommendationer för branschen (vägledningar) och publiceras i internationella vetenskapliga tidskrifter samt presenteras på nationella/internationella seminarier och konferenser och i samband med utbildningar. Kunskapsförmedling, erfarenhetsöverföring och kommunikation bedöms ha stor potential att bidra till att effektivisera markbyggandet.

■

Geo- och bergtekniska redovisningar i 3D UNITED

BY OUR DIFFERENCE

26

Bygg & teknik 1/16

A part of SSAB

JORDSTABILISERING Merit 5000 - ger högre hållfasthet med mindre mängd bindemedel Merit 5000 är ett latent hydrauliskt bindemedel. Produkten framställs av torkad hyttsand och används vanligen i kombination med kalk eller cement. Jämfört med kalk och cement genererar ett ton producerad Merit 5000 endast en tiondel så mycket CO2-utsläpp, vilket gör Merit 5000 till ett BRA miljöval!

Olika typer av jordförstärkning, där Merit 5000 med fördel kan användas:

• TERRASSTABILISERING • PELARSTABILISERING • MASSTABILISERING • MUDDERMASSOR • SULFIDJORDAR

PELARSTABILISERING Smista Allé

MASSTABILISERING Roslagsbanan GRUNDPRINCIP TERRASSTABILISERING MAX Lab 4 i Lund Terrasstabilisering är en metod som går ut på att förstärka ett tunnare lager jordmaterial över en förhållandevis stor yta. Vid terrasstabilisering är det på terrassytan för den planerade vägen, parkeringen, upplagsytan etc som man fräser in bindemedel, vanligen en kombination av Merit 5000 med cement eller kalk. Resultatet blir ett stabiliserat lager som förbättrar bärigheten för terrassen.

Merox SSAB AB 613 80 Oxelösund

Tel 0155 254 00 info@merox.se

merox.se

På säker grund för hållbar utveckling Statens geotekniska institut (SGI) är en expertmyndighet som verkar för ett säkert, effektivt och hållbart byggande och ett hållbart användande av mark och naturresurser. I våra uppgifter ingår att förebygga ras, jordskred och stranderosion. Vi ska också ta fram nya och effektivare metoder för att sanera förorenade områden. Huvudkontoret ligger i Linköping och vi har regionkontor i Stockholm, Göteborg och Malmö.

Vi ses på www.twitter.com/geotekniska och www.linkedin.com/company/swedish-geotechnical-institute.

www.swedgeo.se

I grunden handlar allt om en enda sak - Stabilitet peabgrundlaggning.se

28

Bygg & teknik 1/16

Stålkärnepålar – erfarenheter och praxis Stålkärnepålar har använts i Sverige sedan början av 1960-talet. Efter de första tillämpningarna har användningen av påltypen ökat kontinuerligt och stålkärnepålar är idag ofta förstahandsvalet vid kvalificerade pålgrundläggningar. Pålen är aktuell vid grundläggning av särskilt höga byggnader. Metodiken att utföra pålarna har successivt förbättrats och erfarenheter från mer än 50 år av utförda projekt har ackumulerats. I artikeln redogörs för några av de faktorer som bör beaktas vid projektering, dimensionering, utförande och kontroll av stålkärnepålar Det är en truism att alla byggnader behöver en grundläggning med godtagbar stadga och beständighet. Detta innebär i allmänhet att grundkonstruktionen vid belastning inte får sjunka för mycket, att den ska ha tillräcklig marginal mot att brista och att dessa förhållanden ska råda under hela funktionstiden. Kraven står i allmänhet till viss del i motsatsförhållande till önskemålet att kostnaden ska vara så låg som möjligt.

Den typ av grundläggning som för ett visst objekt lämpar sig bäst styrs huvudsakligen av de geotekniska förutsättningarna. I vårt, och de övriga nordiska länderna, utgörs grundförhållandena i de mest bebyggda områdena ofta av lös, eller mycket lös, lera som vilar på mycket fasta formationer, morän eller berg. Sådana förutsättningar motiverar pålning.

Pålning är därför en vanlig grundläggningsmetod i Sverige. Varje år installeras omkring två miljoner meter pålar till en sammanlagd kostnad av cirka två miljarder kronor. Inte fullt hälften av pålarna utgörs av prefabricerade, slagna betong-

Artikelförfattare är Håkan Bredenberg, tekn dr, Bredenberg Teknik AB, och Fredrik Clifford, civ ing, Sweco.

Bygg & teknik 1/16

Bild 1: Höga byggnader medför ofta behov av stor dragkraftkapacitet för pålar.

pålar. Övriga pålar består till största delen bergborrhål under röret och en kärna av av slagna och borrade stålrörspålar. massivt stål ingjuten i röret och bergborrTill styrande förutsättningar för pål- hålet.

De första stålkärnepålarna utfördes i ning i bebyggd miljö gäller ofta följande början av 1960-talet, se bild 2. Rören borförutsättningar: ● omgivningen är känslig för buller, vib- rades med brunnsborrningsteknik (linstöt) genom sprängstensfyllning och lös lera rationer och annan liknande påverkan. ● utfylld mark innehåller pålningshinder i ned till berg. Därefter installerades en form av sten, block och byggnadsrester. stålkärna i röret. Genom slagning med ● trång arbetsmiljö, exempelvis vid pål- fallhejare på kärnan penetrerades kvarvarande borrkax vid rörbotten och verifiening intill eller inne i byggnader. ● modern arkitektur resulterar i stora rades med en tidig variant av stötvågsmätkoncentrerade laster. ning (fotografering och tolkning av oscil● pressad produktionstid med liten tole- loscopbild) bergunderlagets bärförmåga. rans mot oförutsedda förseningar.

Efter godkänd mätning gjöts betong i Vissa objekt kan innebära ytterligare mellanrummet mellan kärna och rör. Gjutsärskilda krav. Som exempel kan nämnas: ning utfördes genom slang som mynnade ● på större djup under grundvattenytan vid rörbotten under hela gjutningen. utförda konstruktioner med motsvarande behov av dragförankring för att ta upp lyftkraft. ● mycket höga byggnader som medför stor vindbelastning vars resultant angriper högt upp, alltså ett stort moment på grundläggningsnivån, med motsvarande tryck- och dragkrafter där, se bild 1.

Sammantaget tillgodoses nämnda krav av stålkärnepålar. Utformning, utförande erfarenheter från användning av sådana pålar beskrivs nedan.

Bild 2: Stålkärnepåle för Magasin 6, Stålkärnepålar Stockholms Frihamn, 1962 (Pålkommissionen, En stålkärnepåle består av ett Rapport 97, Linköping 2000). rör som borras ner till berg, ett 29

Under flera år utfördes stålkärnepålar på detta sätt. Emellertid visade det sig att spetsunderlaget (bergytan) ibland inte hade erforderlig bärförmåga, vilket ledde till problem i och med att det ofta är svårt att dra upp en sådan delvis stoppslagen kärna. Det gick inte att fortsätta borrning till mer bärkraftig del av bergmassan. Att förutsätta geoteknisk bärförmåga i form av spetsbärighet är alltså riskabelt. För att undvika nämnda risk gick man över till att gjuta in kärnan i ett borrhål utfört under foderröret, se bild 3. På så sätt erhålls en påle som även kan ta upp stora dragkrafter.

Bild 3: Spetsburen För att uppnå så stor mantelrespektive mantelburen bärförmåga som möjligt svetsas stålkärna, referens [2]. rillor (cirka 3 mm höga, c-avstånd cirka 100 mm) på den del av kärnan som gjuts in i berget. Där drag- metoder för dimensionering av pålar. krafter ska tas upp så kan stålkärnepålens Dessförinnan skedde dimensioneringen infästning i överliggande konstruktion ut- vanligen enbart med beaktande av antagen axiell tryckbelastning. Med ökat anformas med dubbla topplattor, se bild 3.

Det kan kanske förefalla överdrivet vändande av stålrörspålar och mätning av försiktigt att gjuta in kärnan på detta sätt avvikelser från i matematisk mening rak istället för att placera den direkt på berg- pålaxel blev det uppenbart att pålutböjytan. Emellertid ger ingjutning som ning (initiell utböjning och tillskottsutnämnts flera fördelar, och den extra läng- böjning vid belastning) måste beaktas vid den är till viss del en ”marginalinsats” i dimensionering, se referens [3] och [4].

Fastän denna förändring av beräkoch med att borrmaskinen är etablerad ningspraxis har inneburit en mer realisoch borrning pågår.

Erfarenheter från utförda projekt visar tisk syn på systemet påle-omgivande att med denna metod förseningar sällan jord är de antaganden som av beräkuppkommer, vilket givetvis är en stor för- ningstekniska skäl vanligen görs fortfadel eftersom störningar i grundläggnings- rande ganska grovt förenklade. Det antas fasen brukar påverka alla påföljande mo- exempelvis att pålen har en viss förutsatt ment i bygget. I det fall mycket stora utböjningsform (en sinusfunktion), att sprickor och slag förekommer kan injekte- utböjningen sker i ett och samma plan ring och omborrning av bergborrhålet er- samt att jorden kring pålen har konstanta fordras, men det är ganska ovanligt. Det egenskaper längs hela dess längd (sämsta är viktigt att vid förundersökning klarläg- värdet väljs). Eftersom det med dagens tillgång till beräkningskraft på skrivborga sådant ”dåligt” berg.

Om inte spetsbärförmågan jämte man- det finns alla möjligheter att undvika telbärförmågan tillgodoräknats, vilket är nämnda förenklingar kan man förutse att det normala, så bortfaller behovet av stoppslagning och genom tillräckligt försiktigt val av förutsatt vidhäftning på den ingjutna delen och motsvarande spänningsökningar i bergmassan så kan verifiering genom provning (statisk provbelastning, stötvågsmätning) undvikas. Särskilt i trånga utrymmen (till exempel källare) är detta en stor fördel.

Som viktiga fördelar med stålkärnepålning kan nämnas att arbetet utförs med relativt små maskiner, med begränsad omgivningspåverkan jämfört med alternativa pålningsmetoder. Vidare är pålen av typen ej deplacerande, vilket eliminerar de rörelser i marken som uppkommer vid installation av pålning vid slagning eller nerpressning. Någon påverkan på grundvatten uppkommer inte.

Dimensionering Under senare delen av 1990-talet inkluderades böjmoment vid allmänt tillämpade 30

beräkningstekniken kommer att utvecklas.

Ovanstående avser beräkning av stålpålens strukturella kapacitet (STR). Även beträffande den geotekniska bärförmågan (GEO) så är många av beräkningsansatserna ännu starkt förenklade. Som exempel kan nämnas den kon som enligt Trafikverkets regelsystem TVKBro/ TkGeo ska läggas till grund för den beräknade geotekniska dragkapaciteten; Beräkningsansatsen visad i bild 4 förutsätter att det i bergmassan längs konens mantelyta finns genomgående sprickplan utan hållfasthet, vilket naturligtvis inte är sannolikt. Varför öppningsvinkeln är just 60 grader kan inte motiveras. Trots dessa invändningar föreskrivs i alla fall beräkningsmodellen. Med ett sammanlagt belopp säkerhetsmarginaler lika med cirka 3 så blir resulterande ingjutningslängd L ofta uppenbart orimligt lång. Särskilt gäller det i de fall konmodellen tolkas som att koner kan ”överlappa” varandra, vilket alltså leder till ännu längre ingjutning.

En mer realistisk approach är att med FEM och jordmodellen Hoek-Brown [7] beräkna tryck-, drag- och skjuvspänningar i bergmassan och jämföra dessa med bergmassans motsvarande parametrar.

Man kan invända att dessa i normalfallet inte är utvärderade genom provning och man därför är hänvisad till att använda antagna värden, men metodiken är i alla fall bättre än att grunda dimensioneringen på uppenbart orealistiska förutsättningar.

Vidhäftningen mellan kärna och ingjutningsbetong respektive betong och berg är andra kontroller som måste göras.

Här förutsätts vanligen konstant vidhäftning utefter ingjutningsavsnittet, fastän det är bekant att spänningsfördelningen i

Bild 4: Kon för beräkning av ingjuten kärnas geotekniska dragkapacitet, referens [5] och [6].

Bygg & teknik 1/16

många fall är uttalat olinjär, med en koncentration av vidhäftningen närmare bergytan. Även här kan en mer detaljerad analys ge bättre besked om vilka marginaler man arbetar med.

Vidhäftningskapaciteten (fs) brukar antas vara relaterad till bergmassans tryckhållfasthet, se referens [8]. Berg med hög tryckhållfasthet, till exempel gnejs och granit (cirka 200 MPa), kan därför anses fördelaktigt ur denna aspekt. Ett ofta tilllämpat dimensionerande värde för fs är 1,0 MPa. Stålkärnepålar med ingjuten kärna utförs även för sedimentära berg, exempelvis kalkberg, skifferberg, aggrelit, där tryckhållfastheten endast är cirka 40 MPa. Spänningstillståndet i den betongfyllda spalten mellan kärnan och bergborrhålsväggen är förstås mer komplext än vad som motsvarar en antagen konstant vidhäftningsspänning fs utefter respektive mantelytor. En mer detaljerad analys kan ge besked om spänningstillståndet i betongen i spalten och begränsningsytorna.

I likhet med andra pålar med stål exponerat mot jord räknar man med att korrosion med tiden minskar foderrörets tjocklek. Så länge som rörets tjocklek är åtminstone några millimeter så antar man att kärnan genom ingjutningen skyddas mot korrosion. Bild 5 visas den korrosion som enligt eurokod, Svensk standard, SSEN1993:5-2007 anges för tidsrymden 100 år, se bild 5.

Bild 5: Tjockleksförlust millimeter, av korrosion för stålpålar i jord med respektive utan grundvatten (Pålkommissionen Rapport 105, 2009, referens [8]). Även efter det att röret rostat bort ger givetvis betongen kring kärnan ett skydd.

Det dubbla korrosionsskyddet i form av kvarstående foderrör och en ingjutning av kärnan ger stålkärnepålar en mycket längre livslängd än vad som kan uppnås med de flesta andra typerna av pålar.

Provbelastningar En betydande andel stålkärnepålar utförs med Trafikverket som beställare, varvid nämnda regelsystem referens [5]

och [6] föreskrivs. Bland annat leder det till att dragprovning måste utföras för stålkärnepålar med i berg ingjuten kärna.

Ett mycket stort antal statiska dragprovbelastningar har därför genomförts. Såvitt känt har inget av dessa gett annat resultat än att töjningen i pålen motsvarat den beräknade för stålkärnepålens tvärsnitt.

En omfattande statisk provbelastning av stålkärneplålar med ingjuten kärna har utförts vid det pågående projektet Euro-

bygger på kunskap

Bygg & teknik 1/16

31

Bild 6: ESS, Lund, provbelastning av stålkärnepålar med i skifferberg ingjuten kärna, referens [10]. pean Spallation Source (ESS) i Lund, referens [10].

Provbelastningsprojektet omfattade sammanlagt 13 stålkärnepålar med kärndiametrar varierande mellan 170 och 220 mm. Kärnornas ingjutningslängder varierade mellan tre till tio meter i bergborrhål mellan 140 till 270 mm. Statisk provbelastning utfördes till laster mellan 2 och 10 MN. Provningsresultaten verifierade valda beräkningsmetoder för strukturell och geoteknisk bärförmåga.

Tillverkning Sedan stålkärnepålar började användas har produkten successivt förbättrats och utförandet förenklats, effektiviserats samtidigt som kvalitén förbättrats. En tendens är behov av allt längre pålar. I samband med aktuella projekt studeras stålkärnepålar med upp till 80 meters längd. Man måste därvid beakta nuvarande borrtekniks möjlighet att motsvara erforderliga krav på rakhet, lutning och riktning för borrningen, se bild 7.

32

Den teoretiska pålaxeln utgör en rät linje från påltoppen till pålspetsen. Emellertid uppkommer i verkligheten en avvikelse mellan teoretisk och verklig träffpunkt för röret. Avvikelseberäkningar är bland annat aktuella vid borrning av rör i närheten av befintliga konstruktioner i mark och berg, exempelvis pålar, ledningar och tunnlar.

Avvikelsen genereras dels av ett riktningsfel, dels av att viss krökning hos röret uppkommer då det borras ner. Vid riktningsavvikelsen en grad och krökningsradien 500 m så blir motsvarande träffavvikelse för en 70 m lång påle 1,2 + 4,9 = 6,1 m. Detta är ett maximalt värde så till vida att det förutsätter att kräkning och riktningsavvikelse ligger åt samma håll i samma plan. Är avvikelserna motriktade så blir istället träffpunktsavvikelsen 4,9 - 1,2 = 3,7 m, motsvarande minsta värdet. En avvikelse mellan 3,7 till 6,1 m torde i de flesta fall geometriskt vara för stor, övriga aspekter obeaktade.

Stålkärnepålar är i eurokoddomänen hänförbara till SS-EN14199:2005, Mikropålar, i och med att pålarna är borrade och när de har en diameter mindre än 300 mm.

Den angivna avvikelsen från lodlinjen som där ska förutsättas är två Bild 7: Träffpunkten för borrningen bestäms grader räknat som rät linje från pålav ansättning och krökning för det topp till pålspets. Detta ger ungefär nedborrade röret. samma avvikelse som kan räknas

Bygg & teknik 1/16

kommande stora infrastruktursatsningar, och planerade mycket höga byggnader, kommer att grundläggas på stålkärnepålar.

Teknikutveckling

Bild 8: Riktningsavvikelse mellan bergborrhål och foderrör. fram med de krökningsradier som brukar uppkomma. Krökningsradiens storlek ökar med ökande rördiameter. Inom intervallet 100 till 500 mm diameter är tillhörande krökningsradie ofta minst cirka 100 till 500 m. Krökningsradien påverkas också av antal skarvar som erfordras.

En annan typ av avvikelse som måste beaktas är den som uppkommer mellan rörets riktning vid rörspetsen och bergborrhålet där, se bild 8.

En sådan avvikelse kan uppkomma som resultat av otillräcklig centrering av bergborrmaskinen. Som framgår av bilden kan avvikelsen resultera i att kärnans kringgjutning blir otillräcklig på vissa avsnitt. Om avvikelsen blir stor så kan kärnan hindras nå ned till avsett djup, alltså botten av bergborrhålet. Särskilt vid långa bergborrhål är det därför viktigt att kontrollera att förutsatt begränsning av avvikelse är realistisk samt att föreskriva godtagbar tolerans i specifikationen för arbetsutförandet.

Skarvning I de flesta fall används rör- och kärnsegment med högst sex meters längd. I trånga utrymmen (källare) kan kortare delar, ned till cirka en meter, vara den största längd man kan arbeta med. Det finns således ett behov av skarvning. Foderrören skarvas med stumsvets på sedvanligt sätt.

Att sammanfoga kärnor, särskilt kärnor med stor diameter, med svetsning i arbetsplatsmiljö är relativt komplicerat, många gånger inte möjligt.

Relativt snart efter det att stålkärnepålar började användas mer frekvent utvecklades därför en gängad skarv som eliminerade behovet av svetsning, med vidhängande krav på fogberedning, kontrollinsatser, svetsplaner och dokumentation. Skarven benämndes API-skarv, eftersom gängutformning enligt den amerikanska standarden American Petroleum Bygg & teknik 1/16

Bild 9: API-skarv för stålkärnepåle.

Rotsnitt för hane respektive hona samt snitt genom gängor är dimensionerande för dragning och böjning.

Institute (API) valdes, se bild 9. Skarven tillverkas genom att upp till sex meter långa segment med svarvning i ena änden förses med hane (tapp) och, på motsatt sida segmentet, en ”hona”.

Som visas i bilden finns tre dimensionerande snitt då skarven utsätts för dragning respektive böjning, nämligen cirkelringen vid botten av hondelen, cirkeldelen vid roten av handelen samt ett snitt genom gängorna. Ett stort antal tryck-, drag- samt böjprovningar har visat att brott sker som skjuvbrott i ett snitt genom gängorna.

Provningar har också visat att ett tillräckligt stort åtdragningsmoment är nödvändigt för att nå maximal kapacitet för skarven. Med tillgängliga skarvdimensioner brukar man med utgångspunkt från oskarvat kärntvärsnitt räkna med reduktionsfaktorn 0,7 för dragning och böjning, medan man för tryck inte räknar med någon reduktion.

Projekt Under de mer än 50 år som stålkärnepålar använts har ett mycket stort antal byggnadsobjekt grundlagts på stålkärnepålar.

Bland mer aktuella byggen kan nämnas: ● Ombyggnad av Centralstationen i Stockholm ● Kista Torn (för närvarande Stockholms högsta bostadshus) ● Slussen, bro-, kaj- och huskonstuktioner ● Norra Tornet Innovationen, Stockholm ● Kv Glasvasen, Malmö Centralstation ● European Spallation Source (ESS) (se ovan) ● Spårvägsbro över Mälaren, Essingen till Gröndal.

Erfarenheterna från projekten är genomgående goda. Man kan förutse att många av de strukturer som ingår i

Fastän erfarenheter av påltypen är goda och tillämpningarna alltsedan 1960-talet genererat ny kunskap och förbättrade produktionsmetoder, så finns fortfarande utrymme för teknikutveckling. Som önskvärd sådan kan nämnas: ● bättre borrteknik, styrning av rörborrning ● förenklad mätteknik för lägesbestämning av rör ● förbättrad skarvteknik ● användning av nya material med lägre kostnad och högre hållfasthet ● utvecklad beräkningsteknik för dimensionering.

Teknikutveckling kan beräknas ske som resultat av behov som uppkommer i produktionen. I dagsläget genereras inte tillräckliga marginaler, eller saknas av andra orsaker nödvändiga resurser, för annan utveckling av metoder och processer, trots de betydande vinster som därigenom skulle kunna uppnås.

■

Referenser [1]. Bredenberg H., Stålkärnepålar, anvisningar för dimensionering, utförande och kontroll, Pålkommissionen Rapport 97, Linköping 2000.

[2]. Bredenberg H., Scandinavian Steel Core Piles, The International Association of Foundation Drilling, ADSC, proc Conference in Dallas, Texas, USA 2008.

[3]. Bengtsson Å., Bengtsson P.E. & Fredriksson A., Beräkning av dimensionerande lastkapacitet för slagna pålar med hänsyn till pålmaterial och omgivande jord”, Pålkommissionen Rapport 84 a, Linköping 1995.

[4]. Bredenberg H. Influence of initial deflection on Bearing Capacity for Micro Piles, International Society for MicroPiles, Proceedings, Schrobenhausen, Germany 2006.

[5]. TRVK Bro 11 (TRV publikation 2011:085), supplement 1, Trafikverket.

[6]. TK Geo 13 TDOK 2013:0067, Trafikverket [7]. Brinkgreve, R.B.J. (2010), Plaxis 2D manual, material models manual”, The Netherlands, Delft University of Technology.

[8]. Horvath R. & Kenny T.S., Shaft Resistance of Rock – Socketed Drilled Piers, ASCE Annual Convention, Atlanta, GA, 1979.

[9]. Camitz G., Bergdahl U. & Vinka T.G., Stålpålars beständighet mot korrosion i jord, en sammanställning av kunskaper och erfarenheter, Pålkommissionen Rapport 105, Linköping 2009.

[10]. https://europeanspallationsource.se.

33

BIG – små steg med stora positiva effekter Varje enskilt projekt bidrar genom sina ”små steg” i form av bekräftade hypoteser och nya metoder. På så vis säkerställs att det sker ett långsiktigt och systematiskt utvecklingsarbete inom geoteknikområdet, som kommer att leda till sänkta kostnader och bättre tekniska lösningar.

Bland de ”små stegen” som redan tagits finns bland annat: ● underlag för nya relevanta sättningskrav, ● nya tillämpningar med kc-pelare i passivzonen, ● metoder för att säkra provkvaliten och därmed få mer tillförlitliga analyser, ● resultat som visar att det går att stabilisera sulfidjord.

Under 2015 har BIG etablerat formerna för samverkan mellan problemägare och forskningsutförare. Plattformen för samverkan mellan forskarna börjar ta form och kommer framöver att utvecklas vidare, med målsättningen att bli det forum för forskningsutbyte som branschen efterfrågar.

Ett etablerat forum BIG är ett forskningsprogram för effektiv och säker grundläggning av transportsystemets infrastruktur. Programmet etable-

Artikelförfattare är Peter Lundman, Trafikverket, ordförande BIG, Lovisa Moritz, Trafikverket, vice ordförande BIG, och Gunilla Franzén, GeoVerkstan, koordinator BIG. 34

FOTO 0, SAMTLIGA: GEOVERKSTAN

Den numera väletablerade forskningssamverkan Branschsamverkan i grunden (BIG) har under åren 2014 till 2015 visat sig ha potential att ge stora positiva effekter, för byggande och underhåll av transportsystemets infrastruktur.

BIG fokuserar på byggande och underhåll av transportinfrastruktur. rades under senhösten 2013, och påbörjade sin verksamhet den 1 januari, 2014.

Målsättningen är att sänka kostnader för byggande och underhåll av transportsystemets infrastruktur genom ett långsiktigt och systematiskt utvecklingsarbete inom geoteknikområdet.

Bakgrunden till att forskningsprogrammet etablerades är att det finns ett behov av att förnya och förbättra grundläggningen av såväl vägar som järnväg, utifrån både dagens och framtidens utmaningar. För att åstadkomma detta krävs en ökad kunskap, nya innovativa lösningar och en fokusering på att lösa rätt problemställningar.

BIG har etablerats för att skapa förutsättningar för en mer innovativ forskning och utveckling. I programmet formuleras såväl målbild, inriktning, prioriting och finansiering av forsknings- och innovationsinsatserna gemensamt av aktörerna.

kostnader inom organisationen under 2014, skapar förutsättningar för att samordna den forskningssatsning som sker inom Geoteknik Sverige. En prognos för 2015/2016 visar på minst motsvarande engagemang och satsning, från såväl Trafikverket som forskningsutförarna.

Positiva effekter Finansiering och engagerade forskare är förutsättningen som resulterar i intressanta tekniska resultat, men därutöver har en annan positiv effekt erhållits att det nu finns ett forum för samverkan och erfarenhetutbyte mellan akademi, institut, branschföretag och myndigheter.

Den 21 oktober, presenterades Väldigt intressanta projektresultat (VIP) av organisationens forskare, projektledare och

En omfattande satsning Under 2014 medverkade 28 seniorforskare och nio doktorander i de över 20 forskningsoch utvecklingsprojekt som organisationen driver. De knappt 18 miljoner kronor som finansierade arvode och om-

VIP-möte ett diskussionsforum.

Bygg & teknik 1/16

utredare. Det blev ett VIP-möte med erfarenhetsutbyte runt de intressanta tekniska resultaten, men även om vad som krävs för ett lyckat forskningsprojekt.

Förutsättning för ett lyckat forskningsprojekt Vad är det som krävs för att kunna driva ett lyckat forskningsprojekt? Finansiering och en väl formulerad problemställning är basförutsättningar. Det som där utöver lyftes fram från flera projekt var en tydlig planering med uppnåbara delmål. En annan faktor som poängterades var vikten av en engagerad referensgrupp med experter som bidrar under projektet.

Vad betyder BIG?

tion av kc-pelare i överlappande skivor i passiv zonen vid en spontkonstruktion signifikant ökar konstruktionens kapacitet mot brott. Pelarna reducerar även deformationerna på både passiv- och aktivsidan av sponten. I princip kan man se att kc-pelarskivorna fungerar som ”stämp” under schaktbotten. Resultaten redovisades i den lic-uppsats som Razvan Ignat, Skanska, presenterade i juni 2015. Projektet går nu in i nästa fas, där samtliga resultat ska analyseras vidare innan rekommendationer avseende hur man ska kunna tillgodoräkna sig effekterna formuleras.

Under flera år har man diskuterat och ifrågasatt huruvida djupstabilisering är en lämplig metod för förstärkning av sulfidjordar. I BIG-projektet ”Stabilisering av sulfidjord” har fältförsök utförts utanför Umeå. Mattias Andersson, SGI, som är projektledare redovisade följande slutsatser vid VIP-mötet. Det är möjligt att uppnå tillräcklig hållfasthetsökning även för sulfidjord, dock krävs betydligt större mängd bindemedel än för lera. Han konstaterar även att sulfidjord ofta är skiktad vilket gör att mer omfattande geotekniska undersökningar krävs för att kunna gör en relevant bedömning av förstärkningsbehovet.

En omfattande projektportfölj

Litteraturstudien visar att det finns ett behov av ett nytt teoretisk ramverk som tar hänsyn till torvens specifika struktur (fibrer), som komplement till dagens samband som i huvudsak är utvecklade för finkorniga jordar. Flertalet möjliga byggmetoder såsom förbelastning, lastanpassning, geonät och stabilisering analyseras i studien. Flera metoder har potential, vilka som har störst möjligheter samt hur de ska dimensioneras kommer sanno-

KC-pelare ökar spontens kapacitet Resultat från fältförsök visar att installaBygg & teknik 1/16

Dålig indata ger osäkra resultat Att provkvaliteten har en avgörande betydelse för om rätt konstruktion designas är uppenbart enligt de resultat som presenteras av Jelke Dijktra, Chalmers, (blockprovtagare) och Tara Wood, Chalmers/ NCC, (deformationer vid schakt).

Djupstabilisering fungerar i sulfidjord

Ordet BIG är inte något som gemene man associerar till geoteknik och forskning, men för geotekniken i Sverige har organisationen redan efter två år blivit en faktor av betydelse.

För Trafikverket är BIG ett av flera centra för branschsamverkan. Organisationen innebär för Trafikverket att deras problemställningar tas omhand i kreativ dialog med branschen, där tydliga mål formuleras och förutsättningen för att implementera resultaten på ett bra sätt ökar.

BIG ger möjlighet till en hävstångseffekt för Trafikverkets forskningsmedel och är därmed en viktig plattform för att kontinuerligt minska de kunskapsluckor som upptäcks i både investerings- och underhållsprojekt. Det är samtidigt ett sätt för Trafikverket att bidra till att Sverige fortsatt har duktiga geotekniker.

När forskningsutförarna ska beskriva betydelsen av BIG så lyfter man fram flera olika perspektiv. Verklighetsanknytning: Diskussionerna runt BIG:s inriktningsdokument ger en verklighetsanknytning av forskningen med möjlighet att tänka utanför boxen. Kompletterar varandra: Genom BIG har parterna lärt känna varandras kompetenser och erfarenheter, så att man har bättre förutsättningar att komplettera varandra i projekten. Implementering: BIG skapar förutsättningar för att forskningsresultaten inte enbart blir en akademisk merit, utan kommer ut och implementeras i de dagliga projekten. Förutsättningar: BIG skapar en bas med sina forskningsprojekt så att forskningsutförarna har möjlighet till långsiktig planering av sina resurser och skapa en attraktiv forskningsmiljö.

Under 2014 drevs 20 projekt och förstudier inom ramen för BIG. Under 2015 startades ytterligare sju projekt och tio avslutades. Det är inte möjligt att här presentera samtliga resultat, utan nedan återfinns ett axplock. För mer information om organisationens projekt besök www.big-geo.se.

likt att analyseras vidare i ett kommande projekt.

Det finns byggmetoder för väg på torv?

Ur ett miljöperspektiv är det inte optimalt att använda sig av urskiftning när torv påträffas i väglinjen. Det är därför angeläget att identifiera byggmetoder som kan användas utan urskiftning av torven. En inledande studie har utförts av Bo Vesterberg, SGI, tillsammans med Peter Carlsten, Trafikverket.

Dålig provkvalitet ger osäkra resultat.

Resultaten visar att helt olika deformationsegenskaper erhålls om ostörda prover från blockprovtagare används jämfört med den klassiska kolvprovtagaren. Andra resultat visar betydelsen av när på året provningen utförs och att det vore önskvärt att utveckla fältmetoder som kan mäta vald egenskap direkt i fält. Det senare för att minska effekten av störning av proverna. Utifrån diskussionen kan man konstatera att åtminstone för stora projekt, är det lönsamt att lägga extra pengar för att få hög kvalitet på proverna.

Rätt mätnoggrannhet Det finns ett behov av att på ett effektivt sätt följa upp sättningar för anläggningskonstruktioner. I ett projekt som drivits av Bo Lind, SGI, har 17 möjliga sättningssystem analyserats. En ”kravspecifikation” på vad som önskades av systemen togs fram i ett inledande skede och resultaten visar inte helt oväntat att det inte finns ett enskilt system som uppfyller alla krav. Det konstaterades också att det är lätt att ställa onödigt stora krav på mätnoggrannhet, utan hänsyn till problemställningen.

En möjlighet till positiva effekter

Bygga på torv?

BIG visar på en lyckad kombination med sin varierade projektportfölj och en plattform för samverkan mellan såväl forskningsutförare och problemägare som mellan forskare. Redan efter två år börjar forskningsresultat erhållas som tillsammans kommer att ge en långsiktig utveckling med sänkta kostnader och bättre tekniska lösningar.

■

Endast 401 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2016!

35

Med nollvision och närproducerad cement bygger vi framtiden Med 135 ürs samlade kunskaper och erfarenheter är Cementa idag ett modernt hÜgteknologiskt fÜretag.

Vi satsar stora resurser pü att utveckla nya produkter och användningsomrüden. FÜlj oss i vür utveckling av framtidens material fÜr hüllbar samhällsbyggnad.

Läs mer pü www.cementa.se.

Cementa AB ingür i den internationella byggmaterialkoncernen Heidelberg#EMENT SOM HAR CIRKA MEDARBETARE I ÛER ŸN LŸNDER

Skandinaviens bästa program fÜr grundläggning U-spont 500-600 mm bred Z-spont Enkel eller dubbel plank i kvalitet S240-S270-S355-S430

t 'ĂšSTĂŠMKOJOH t 4FSWJDF t 6UIZSOJOH t ,PNQSFTTPSFS t #PSSWBHOBS t (FOFSBUPSFS

SAS - gewi stänger Ă˜12-50 S500/550 Ă˜63 S555/700 - Ă˜18-75, S670/800 MĂĽnga anslutningslĂśsningar

Stüng- och linstag (borrat injektionsstag) Aktiv fÜrankring 15-150 ton, temporär, semipermanent eller permanent dubbelt korrosionsskydd

Vi vet, hur konkurrenskraftiga lĂśsningar skruvas .

Tel. (+45) 33 26 63 00

www.g-s.dk 36

Bygg & teknik 1/16

Sättningar i lera med stor mäktighet kPa 5 vån.

Sektion, se figur 2

gårdskällare / parkering

40 8 vån.

6 vån.

20

20

40

50

60 meter

70

80

90

100

110

Figur 1: En relativt vanlig utformning av ett kvarter i Göteborg. Hushöjderna varierar mellan fem och tio våningar. Under hela kvarteret finns källare.

Av figuren framgår att den resulterande belastningen av huslasterna och avlastningen av schakten för källaren varierar mellan 0 och 220 kPa.

65 m kohesionspålar

52 m kohesionspålar

5

90

50 40

100

90 9 0

40 35

80

50

70

60

60

70

60

70

20

80 100 110 80

50

9 75 90

50

10 30 20 3

10

20

30 3 0

30 3 0

20 2

30 40

20

70 60 50

30 50

0 30

25

10

10

30 40

20

25

25

35

30

0 40

0 30

40

20

20

30

45

20

20

65

70 60 70 50 55

30

10

20

5 10

30 3 0

10

5

40

Bygg & teknik 1/16

30

8 vån.

7 vån.

5

Artikelförfattare är Per-Gunnar Larsson, Bohusgeo AB, Uddevalla.

5 vån.

10 vån.

Ojämna belastningar Av figur 1 framgår en lastnedräkning för ett kvarter som byggts i Göteborg. Samtliga byggnadslaster och avlastningen av schakten för källaren redovisas i figuren på grundläggningsnivån. De högre belastningarna inuti husen, upp till 200 à 220 kPa, orsakas av ”tunga” trapphus och hissschakt. Av figuren framgår att under stora delar av gårdskällaren är tillskottsbelastningen endast mellan 0 och 10 kPa. Belastningsfördelningen är alltså mycket ojämn, från 0 till 220 kPa. Av figur 2 framgår ett exempel på hur lastspridningen kan se ut i en sektion genom kvarteret. Sektionen är tagen genom de pelare som finns under gårdsbjälklaget. Av sektionen framgår att belastningsökningen på leran är mellan 50

220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

5 vån.

60

60 6 0

I Göteborg bebyggs idag stora områden, där lerans mäktighet är större än 60 à 70 m. Flertalet geotekniska undersökningar avbryts tyvärr på dessa djup. Undersökningar har dock utförts som visar att det kan vara upp till 120 à 130 m lera.

Inom dessa områden grundläggs byggnaderna med mantelbärande pålar (kohesionspålar) med olika längder, i regel mellan 40 och 55 m. Pålarna överför byggnadslasten till leran, genom kohesion.

Det finns en relativt utbredd uppfattning, att om man slår längre kohesionspålar, än vad vi gjort ”tidigare”, så blir sättningarna acceptabla/försumbara. Det byggs idag flera kvarter i Göteborg utan att man ens utför sättningsberäkningar. Tyvärr kommer sannolikt allvarliga sättningsskador att inträffa i framtiden.

100

kPa

125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

meter

Figur 2: Visar i en sektion hur spänningsförändringen blir i leran, efter lastspridning längs pålarna. och 100 kPa under tiovåningshuset och cirka 25 kPa under gårdskällaren. En sektion mellan pelarna under gårdsbjälklaget, ger naturligtvis ännu större belastningsskillnader.

Med en konventionell kohesionspålning skulle de mycket ojämna belastningarna ge upphov till ojämna skadliga sättningar, främst i övergången mellan husen

och gårdskällaren. De enskilda byggnadskropparna kan möjligtvis göras ”tillräckligt” styva, så att sättningsdifferenserna kan utjämnas. Däremot är det, med rimliga åtgärder, omöjligt att erhålla tillräcklig styvhet mellan byggnadskropparna och gårdskällaren. Under rubriken ”Beräknade sättningar” nedan redovisas sättningarna, utan hänsyn till byggnadernas styvhet, till37

sammans med den valda grundläggningsmetoden med �Üverlappande� pülar.

*:

N3D

Lerans kompressionsegenskaper

38

LĂĽngtidsfĂśrsĂśk

80% av V’c

V’c

Laststeg 1: samtliga prover med samma last under 2-4 dygn.

CRS-fĂśrsĂśk

Laststeg 2: olika lastĂśkning pĂĽ proverna, konstant last under 1626 dygn. Prov 1 ingen lastĂśkning.

4+17 dygn

0.7 1.4 0.1

1.1

4.1 10.4 2.3 6.4

LĂĽngtidsfĂśrsĂśk med konstant belastning

2+26 dygn 0.1 0.7 1.2 1.9 2.5 4.1 7.4 9.4

2+21 dygn 0.2 0.8

1.2 1.6

3.0

5.2 8.6

9.9

2+24 dygn 0.1 0.5

0.9 1.3

2.1

3.0 5.7

0.1 0.3

0.8 1.0

6.6

Laststeg 1 Laststeg 2 4+16 dygn 1.6

2.6 3.3

4.7

Procent deformation (efter 16 dygn)

effektivspänning

%RKXVJHR $% 3HU *XQQDU /DUVVRQ & ?'DWDB'?%RKXVJHR?$UWLNODU?3RU.U\S?.RQVGLD?3NW 'LD

'MXS P

Figur 3: Konsolideringsdiagram.

65 m djup

Alla proven samma last: 280 kPa (Laststeg 1) 1 Alla proven olika last (Laststeg 2) 0

280 kPa 320 kPa 360 kPa 400 kPa

-1

% deformation

FÜr att bedÜma lerans sättningsegenskaper är idag den vanligaste metoden i Sverige att utfÜra CRS-fÜrsÜk. Dessa kompressionsfÜrsÜk utfÜrs med konstant deformationshastighet och fÜrsÜket pügür i regel under ett dygn. FÜrsÜksmetoden är emellertid �kalibrerad� fÜr lerprover frün betydligt mindre djup, än vad som är aktuellt när man ÜverfÜr laster till stora djup med lünga kohesionspülar.

FÜr att fü en bättre uppfattning om lerans sättningsegenskaper har vi (Bohusgeo), sedan cirka 15 ür, utfÜrt kompressionsfÜrsÜk där leran belastats med en och samma last, i regel under 2 till 4 veckor. Vid dessa lüngtidsfÜrsÜk püfÜrs 5 till 10 prover frün samma nivü, belastningen i tvü laststeg.

I det fÜrsta laststeget belastas samtliga prov med en last som beräknats vara lägre än den effektivspänning (belastning) som leran varit utsatt fÜr (innan eventuella fyllningar, grundvattensänkningar med mera). Belastningstiden är i regel tvü till fyra dygn, fÜr att kontrollera att inga deformationer pügür.

I det andra laststeget pĂĽfĂśres proverna olika belastning. Det fĂśrsta provet pĂĽfĂśres dock ingen ytterligare last. Det andra laststeget fĂĽr i regel ligga pĂĽ i tvĂĽ till fyra veckor.

Vi har i centrala GÜteborg, gjort en kolvprovtagning till 85 m djup. Inom omrüdet, där provtagningen gjordes, finns fyllning, som till stÜrsta delen püfÜrts fÜr cirka 150 ür sedan. Under ürens lopp har ytterligare fyllning püfÜrts och fyllningen har idag 3 à 4 m tjocklek. Uppmätta marksättningar är 5 à 6 mm/ür.

I figur 3 redovisas en utvärdering av samtliga kompressionsfÜrsÜk i ett konsolideringsdiagram. Totalt har utfÜrts 27 CRS-fÜrsÜk och LüngtidsfÜrsÜk pü prover frün 5 nivüer med 8 prov pü varje nivü (totalt 40 lüngtidsfÜrsÜk).

De fyllda �stora� cirklarna är utvärderade fÜrkonsolideringstryck enligt CRSmetoden. Man brukar antaga att �krypsättningar� bÜrjar utbildas vid belastningar kring 80 procent av fÜrkonsolideringstrycket (de smü fyllda cirklarna). FÜr att bedÜma lerans sättningsegenskaper jämfÜr man de uppmätta fÜrkonsolideringstrycken med rüdande effektivspänning.

Effektivspänning är den belastning som �ler-skelettet� är utsatt fÜr, orsakad av i huvudsak ovanfÜrliggande jordlast. Enligt diagrammet i figur 3, tyder CRS-fÜrsÜken pü att leran pü stora djup, skulle kunna belastas med 40 till 80 kPa utan att �krypsättningar� uppkommer.

LĂĽngtidsfĂśrsĂśken redovisas i figur 3 med ofyllda cirklar. Cirklarna visar vilka belastningar lerproven belastats med i laststeg 2. Under de ofyllda cirklarna anges den procentuella deformation som er-

-2

440 kPa

-3

480 kPa

-4

505 kPa = 0.8 x V'C (CRS)

-5 520 kPa

-6

560 kPa -7 0

2

4

6

8

10

12 14 Dygn

16

18

20

22

24

26

Figur 4: LüngtidsfÜrsÜk pü lera frün 65 m djup, belastningssteg 2. hüllits fÜr laststeg 2. I figuren redovisas även att laststeg 1 haft en varaktighet pü 2 eller 4 dygn och laststeg 2 mellan 16 och 24 dygn.

FĂśr att ytterligare fĂśrtydliga hur belastningarna pĂĽfĂśrs, finns i figur 5 en illustration av belastningarna pĂĽ leran frĂĽn 65 m djup. I det fĂśrsta laststeget belastas samtliga prov med 280 kPa under tvĂĽ dygn. I laststeg 2 pĂĽfĂśrs ingen ytterligare last pĂĽ prov 1, men pĂĽ prov 2 pĂĽfĂśrs

+280

Exempel - 65 m djup +240 +200

Alla proven 280 kPa i fĂśrsta laststeget

+160 +120 +80

280 kPa

+40 0 280 320 360 400 440 480 520 560

Laststeg 1 2 dygn

Laststeg 2 24 dygn

Figur 5: Illustration av laststeg 1 och 2, fĂśr proven frĂĽn 65 m djup.

Bygg & teknik 1/16

45 m djup

Alla proven samma last: 280 kPa (Laststeg 1) 1 Alla proven olika last (Laststeg 2) 0

180 kPa 210 kPa 240 kPa

-1

270 kPa

-2

300 kPa

% deformation

-3

315 kPa = 0.8 x V'C (CRS)

-4

330 kPa

-5 -6 -7 360 kPa -8 -9 390 kPa -10 0

2

4

6

8

10

12

14 Dygn

16

18

20

22

24

26

28

Figur 6: Långtidsförsök på lera från 45 m djup, belastningssteg 2. ytterligare 40 kPa (total last 320 kPa), prov 3 påförs 80 kPa (total last 360 kPa), och så vidare för de övriga proven. Belastningssteg 2 ligger på under 24 dygn.

För proven från 65 m djup redovisas i figur 4 deformationskurvorna för belastningssteg 2. Samtliga kurvor har justerats

till noll procent efter det gemensamma första laststeget (för att få bort ”monteringseffekter”). I figur 6 redovisas motsvarande för 45 m djup.

Exemplet från 65 m valdes, eftersom en stor del av belastningen från långa kohesionspålar, belastar leran på dessa nivå-

25 m djup 0

Spänning i kPa 200 300 400

100

Deformation i %

0

Vo'

5

0.8x Vc'

500

600

Vc'

10

1 dygn 16 dygn

15 MIL = 500 kPa

20

CRS

ML = 1150 kPa

MIL = 0.43 x ML

0

100

200

Prover från stora djup

45 m djup 500

600

700

Vo' 0.8xVc' Vc'

0 Deformation i %

Spänning i kPa 300 400

5 10

1 dygn 26 dygn

15 MIL= 875 kPa

20

CRS

ML = 1800 kPa MIL = 0.49 x ML

65 m djup 0 Deformation i %

0

100

200

300

Spänning i kPa 400 500 600

Vo'

0.8x Vc'

er. Av figur 4 framgår exempelvis att vid effektivspänningar på 440 och 480 kPa erhålls en deformation på 2,1 respektive 3,0 procent under de 24 dygnen. Av figur 4 framgår även att deformationen inte avstannat, det vill säga ännu större deformationer är att förvänta. Effektivspänningen 440 och 480 kPa, motsvarar en lastökning på cirka 40 respektive 80 kPa i förhållande rådande förhållanden. En jämförelse med spänningsökningarna i figur 2 visar att denna ökning uppkommer inom stora delar. Om det är 20 m lera som deformeras 2 till 3 procent, medför det sättningar av storleksordningen 40 till 60 cm.

Vid CRS-försök och stegvisa ödometerförsök påverkar föregående belastning/laststeg i hög grad deformationskurvans form. Med de långtidsförsök, som beskrivits, undviks denna ”förbelastning”. Långtidsförsöken avser att efterlikna verkligheten, då man från befintliga förhållanden påför exempelvis en byggnadslast (laststeg 2).

För att få en jämförelse med CRS-försöken kan en last-deformationskurva konstrueras utifrån långtidsförsöken, för valfri belastningstid under laststeg 2. För varje belastningstid fås 8 punkter på lastdeformationskurvan. Långtidsförsöken har ju utförts på 8 prover, med olika belastning (från samma nivå).

I figur 7 redovisas långtidsförsöken tillsammans med motsvarande CRS-försök, för djupen 25, 45 och 65 m. Last-deformationskurvorna från långtidsförsöken har konstruerats för några olika belastningstider. Av långtidsförsöken framgår att små deformationer uppmätts även för spänningar under rådande effektivspänningar, det vill säga sättningar pågår inom området. Försöken visar även att kompressionsmodulen blir betydligt lägre för långtidsförsöken. Exempelvis är skillnaden en faktor 0,62 för försöken från 65 m

700

800

900

Direkt proverna tagits upp i fält, förses provtuberna med en anordning som förhindrar leran att svälla.

Samtliga försök utförs i ett klimatrum med temperaturen sju grader (0,5 graders variation).

Vid långtidsförsöken mäts deformationen med datoravlästa lägesgivare.

För att minska (halvera?) ringfriktionen utförs försöken med flytande ring.

1000

Vc'

Friktionsförlust

5 10

1 dygn 24 dygn

CRS

15 20

MIL = 1450 kPa

ML = 2350 kPa MIL = 0.62 x ML

Figur 7: Spänning-deformationskurvor för lera från 25, 45 och 65 m djup.

Bygg & teknik 1/16

Flytande Ring

CRS och Std ödometer

39

djup. I figur 8 redovisas hur skillnaden i moduler varierar för leran på olika djup.

0

100 % 80 % (instr.försök) (instr.försök) 0

40

20

-10

-20

40

-30

60

CRS -40 Nivå

Man brukar räkna med att leran är helt vattenmättad (kan även finnas gas) och att när sättning utbildas innebär det att vatten pressas ut ur leran. Lerans vattenpermeabilitet (förmåga att släppa igenom vatten) har därför en avgörande betydelse i beräkningar av sättningsförloppet. Eftersom leran har förhållandevis låg permeabilitet (i storleksordning med vattentät betong) kommer sättningarna att ske långsamt och pågå under mycket lång tid.

När porvattnets strömningshastighet i leran är låg (liten gradient), så är permeabiliteten en funktion av strömningshastigheten. Sven Hansbo visade detta redan 1960 med ett flertal laboratorieförsök (Swedish Geotechnical Institute, Proceedings No.18). Försöken visar att vid gradienter över 3 à 4 är porvattnets strömningshastighet i stort sett direkt proportionell mot gradienten. Vid gradienter under 3 à 4 minskar strömningshastigheten mer. I figur 9, framgår principen för Hansbos resultat.

Där provtagningen utförts ner till 85 m djup, har även fältförsök utförts för att mäta permeabiliteten. Dessa har utförts som inströmningsförsök och utvärderats i samarbete med BAT Geosystems AB. Utvärderad permeabilitet från fältförsöken redovisas i figur 10, tillsammans med permeabiliteten utvärderad från CRS-försöken. Av resultaten framgår att betydligt lägre permeabilitet erhålls med inströmningsförsöken.

Under ett CRS-försök på lera från stora djup uppmätts i regel ett porövertryck kring 10 kPa, vid förkonsolideringstrycket. Detta motsvarar en gradient på cirka 50 (1 m vattenpelare över 2 cm lera: 1/0,02), vilket är mycket högt jämfört med de gradienter som finns i mäktiga lerlager med pågående sättningar. När sättningar pågått några år är gradienterna i regel mindre än 0,5 à 1.

Vid kompressionsförsök med konstant last (långtidsförsöken, enligt ovan), finns i regel inga mätbara portryck efter 1 à 2 dygn. Om kurvorna i figur 4 och 6 studeras, ser man att stora deformationer även utbildas efter 1 à 2 dygn. Detta måste innebära en fortsatt vattenutpressning ur leran. Leran består av ”aggregat och länkar”, med olika stora ”porer”. När vi mäter portryck görs detta i de ”stora porerna/kanalerna”. Storleken på porer/kanaler i leran varierar kraftigt. När vi inte mäter något portryck beror det sannolikt på att vattnet pressas ut från de ”små porerna/kanalerna” till de betydligt större porerna/kanalerna, där vi mäter. I de större porerna/kanalerna ger det lilla vattentillskottet en så liten portryckshöjning att den inte är mätbar med nuvarande utrustning.

Beräkningsprogram, där permeabiliteten är en funktion av gradienten inom

Djup (m) under markytan

Lerans permeabilitet

80

-50

0

0.2

0.4 0.6 MIL / ML

0.8

1

Figur 8: Visar relationen mellan kompressionsmodulen över förkonsolideringstrycket för Långtidsförsök och CRS-försök.

-60

-70

-80

-90 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Permeabilitet k x E-10 (m/s)

CRS Permeabiliteten enl CRS är utvärderad vid förkonsolideringstrycket, vilket motsvarar ca 4 % deformation inom övre delen och ca 6 % inom nedre delen av lerlagret.

Inströmningsförsök 80 % utvärderat av BAT Geosystem.

100 % utvärderat av Bohusgeo.

Procenten anger när utvärderingen skett.

Vid 100 % är trycket helt återställt till ursprungliga värden.

Figur 10: Permeabiliteten utvärderad, från CRS-försök och inströmningsförsök i fält.

Figur 9: Enligt Sven Hansbo, SGI Proceedings No.18, 1960. varje beräkningslamell, har visat mycket god överensstämmelse med uppmätta sättningar och portryck (exempelvis med SGI;s provfält i Skå Edeby och Mellösa).

Sättningar – konventionell kohesionspålning Som visades i figur 1 och 2 varierar belastningarna kraftigt inom ett kvarter som bebyggs med gårdskällare tillsammans med byggnader med varierande våningshöjder. Inom kvarteret varierar lerans mäktighet mellan 65 och 72 m. I figur 11 på sidan 42 redovisas de beräknade sättningar som erhålls efter 100 år, om byggnaderna grundläggs med enbart kohesionspålar. Alla pålar utom de för tiovåningsbyggnaden är 52 m kohesionspålar av betong (270 x 270 mm). För tiovåningsbyggnaden, där även de större lerdjupen finns, har kohesionspålarna valts 65 m långa.

Av beräkningsresultaten framgår att det blir mycket ojämna sättningar. Inom de ”tyngre” delarna av byggnaderna blir de beräknade sättningarna efter 100 år, av storleksordningen 50 à 70 cm, medan de

endast blir 20 à 30 cm inom gårdskällaren.

Kraftiga differenssättningar uppkommer vid övergången mellan byggnaderna och gårdskällaren. Sättningsförloppet är dock långsamt och skador bedöms tidigast uppkomma efter 15 à 30 år.

Vad kan man göra för att minska sättningarna? Längre pålar minskar sättningarna, eftersom den sättningsbenägna lerans tjocklek minskar. Med lite lera under pålarna ökar dock risken att den lera som sätter sig har varierande tjocklek, som i sin tur medför att sättningarna blir ojämna. Ett annat alternativ är fler pålar. Detta ändrar sättningsbilden endast marginellt, eftersom man enbart flyttar lastöverföringen till ett något större djup.

Sättningar – överlappande pålar Ett sätt att begränsa sättningar och framförallt minska sättningsskillnader, är att använda ”överlappande pålar”. Tre projekt har byggts i Göteborg och ett fjärde är under projektering. Det senast byggda projektet är exemplet i denna artikel. Metoden har dock sedan länge använts i Mexico City.

Principen med ”överlappande pålar” framgår av figur 13 på sidan 42. ByggBygg & teknik 1/16

TÄNKER DU STORT? Vi hjälper dig att lyckas med dina stora pålningsjobb! Vare sig du vill hyra eller köpa har vi utrustningen, kunskapen och serviceorganisationen som ger dig de bästa förutsättningarna för ett lyckat projekt. Kontakta oss så berättar vi mer!

Atlas Copco Welltech 031-795 61 00 • atlascopcowelltech.se

BAB Rörtryckning AB - 40 år under jord

Vi utför nu vårt 8:e projekt med TBM tekniken. Totalt har vi snart utfört 3 km i dimensioner från 600 mm upp till 2 200 mm.

Vi har utrustningar för att köra i den lösaste leran till det hårdaste berg.

Följ med oss in i framtiden och bygg nya schaktfria ledningar på ett miljövänligt sätt.

Det finns idag lösningar för schaktfritt utförande i alla jordslag.

Kostnadseffektivt - Miljövänligt - Hög kvalité GÖTEBORG | STOCKHOLM | MALMÖ | Telefon 031-51 30 95 | www.bab-ab.se

VI SÄKRAR DIN GRUNDLÄGGNING WSP Terrasond har mångårig erfarenhet av arbete med gamla kulturbyggnader som är grundlagda på trä. Vi utför undersökningar av grundläggningen och hjälper dig att hitta det bästa åtgärdsförslaget. Med Eurobormetoden utför vi grundbevarande åtgärder som stoppar rötangrepp i rust och pålar.

Läs mer på wspgroup.se/terrasond

Projektering · Rederi · Logistik

42

Bygg & teknik 1/16

40

65

55 50

50

65 m kohesionspålar 30

40

40

30

50

30

40

40

6 vån.

30

60

60 70

60

40

15 10

8 vån.

7 vån.

50

30

20

70

50

50

40

25

40 50

40

45

35

20

60

8 vån.

60

10 vån.

30

60

50

40

5 vån.

40

52 m kohesionspålar 20

5

50

0

Stödpålar Fungerar som "omvända" kohesionspålar och minskar sättningarna genom att påhängslaster från leran överförs till fast botten. (pålarna knektas ner)

Figur 11: Konventionell kohesionspålning. Visar beräknade sättningar i centimeter efter 100 år, om byggnaderna grundläggs med enbart kohesionspålar.

10

10

10

cm

10

70

15

60

10

10

10

5

55 50

5

65 m kohesionspålar

10

10

Sammanfattning

40

Utgående från långtidsförsök, där lera belastas under två till fyra veckor, kan lastdeformationskurvor konstrueras. Dessa visar, att jämfört med CRS-försök blir, kompressionsmodulen betydligt lägre (0,4 till 0,8 x ML).

Inströmningsförsök i fält, visar att om man utvärderar lerans permeabilitet, vid lägsta mätbara gradient, erhålls betydligt lägre permeabilitet än vid CRS-försök.

De ovan redovisade ”långtidsförsöken”, tyder på att den konventionella uppdelningen i primär- och sekundärkonsolidering kan ifrågasättas.

Att man idag bygger kvarter, liknande det i exemplet ovan, utan att ens beräkna sättningar, kommer att medföra allvarliga skador i framtiden.

■

30

10

10

10

25 20

10

15

10

10

10

15

5 0

Figur 12: Överlappande pålning. Visar beräknade sättningar i centimeter efter 100 år, om byggnaderna grundläggs med kohesionspålar och sättningsbegränsade spetsbärande pålar.

Bygg & teknik 1/16

händer inget ”drastiskt”, utan sättningen blir något större och lasten omfördelas till intilliggande pålar.

45

35

Stödpålar - "omvända" kohesionspålar

nadslasten överförs till leran med konventionella kohesionspålar. För att minska sättningarna slås ”stödpålar” som fungerar som ”omvända” kohesionspålar. Dessa pålar tar upp påhängslaster, varvid leran avlastas och sättningarna på så sätt minskar.

Pålarna kapas minst 1 m under bottenplattan eller kan knektas ner 5 à 10 m.

En utförligare beskrivning av grundläggningsmetoden finns i ett tidigare nummer av Bygg & teknik (1/11). I den artikeln beskrivs ”Kontorshuset Kuggen – ny grundläggningsmetod”.

Figur 13: Princip Överlappande pålar.

65

10

52 m kohesionspålar

Kohesionspålar Överför byggnadslasten till leran

70

30

5 vån.

30

30

30

40

5 vån.

cm

30

40

Av figur 12 framgår de beräknade sättningarna för det valda sättet att grundlägga byggnaderna med ”överlappande pålar”. Inom större delen av kvarteret är de beräknade sättningarna endast 10 à 15 cm.

De sättningsbegränsade pålarna har ingen kontakt med byggnadskonstruktionen, utan används endast för att minska sättningarna. Eftersom stödpålarna inte ingår i ”konstruktionen” utnyttjas de nästan upp till brottlasten. Om exempelvis någon stödpåles spetsbärighet överskrides,

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se

43

Är fem myror fler än fyra elefanter?

Syftet med att ta fram en ny version av Eurokod är att öka effektiviteten och tillförlitligheten vid dimensionering, öka harmoniseringen mellan länderna, öppna för användningen av nya metoder och material samt säkerställa hållbara lösningar. Nästa generation av Eurokod kan innebära en möjlighet för nordisk industri att i större omfattning etablera sig på den europeiska marknaden. Förutsättningen är dock att den reviderade versionen inkluderar nordisk kunskap och erfarenhet samt nordiska metoder och arbetssätt.

Lika viktigt är att nästa generation av Eurokod säkerställer sunda konkurrensförhållanden på den nordiska marknaden.

Det innebär att specifika nordiska krav relaterade till nordisk geologi (hårt berg, morän och lera) och kallt klimat måste inkluderas.

I början av 2014 etablerades Nordic Mirror Group for Eurocode 7 (NMGEC7) för att säkerställa att den nordiska rösten hörs. Redan i det inledande skedet har vi sett skillnaden, att ett nordiskt uttalande får en annan tyngd.

Varför behövs NMGEC7 För att påverka nästa generation av Eurokod krävs; deltagande i alla möten där olika delar av EN 1997 diskuteras, konsekvensanalyser av tekniska förslag så att det finns en substans i den argumentation som förs

Artikelförfattare är Gunilla Franzén, GeoVerkstan, PT-leader TC250 SC7.T2, och Lovisa Moritz, Trafikverket, svensk representant TC 250 SC7.

44

FOTO 0, SAMTLIGA: GEOVERKSTAN

Hade Magnus, Brasse och Eva rätt? Är fem myror fler än fyra elefanter? Svaret får vi år 2020 när nästa generation av Eurokod publicerats.

Då vet vi om de fem myrorna Danmark, Island, Norge, Finland och Sverige har lyckats säkerställa att våra förutsättningar och önskemål finns med.

Klimatet binder samman Norden. vid mötena, formulering och analys av texter, viljan att lyssna för att ta till oss andras syn och en ihärdighet även när besluten inte går i linje med vad vi anser är bäst.

Att som enskild nation driva detta arbete är på gränsen till omöjligt. För även om finansieringen kan lösas och man kan hitta tillräckligt många experter som engagerar sig, så är en nation bara en ensam röst. En liten ensam myra.

De nordiska länderna har likheter i geologi, klimat och hur vi arbetar i byggprocessen. Det har alltid varit naturligt för oss att samarbeta både i projekt och på nationell nivå. Denna samverkan fanns redan tidigare etablerad när det gäller standardiseringsarbetet, men då främst relaterad till enskilda standarder/sakfrågor.

Inför arbetet med den nya EN 1997, identifierades ett behov av ett mer systematiskt gemensamt arbete.

I den nordiska gruppen har vi gemensamt en teknisk expertkunskap så att vi täcker samtliga delar av EN 1997 och närliggande områden. Vi är tillräckligt många så att minst en av oss alltid kan närvara vid de otaliga möten som nu planeras i Europa. Vid dessa möten hjälps vi

åt att framföra vår nordiska åsikt och kan i de frågor där vi är överens uttala oss, inte bara på nationell basis utan nordisk. I den nordiska gruppen kan vi bidra med vår expertkunskap utan att behöva försöka täcka hela standarden på egen hand.

När vi uttalar oss från Norden så har vi plötsligt en röst med fem stämmor som har förmågan att övertyga en grupp med trumpetande elefanter.

Ett nordiskt nätverk NMGEC7 har ingen fast organisation eller sekretariat, utan bygger på att varje nation bidrar såväl i NMGEC7 som i Europaarbetet. Två gånger per år genomförs möten där den nordiska gruppen träffas under två intensiva arbetsdagar. Vid möten diskuteras de senaste frågeställningarna och resultaten från Europanivå. Målsättningen är att efter varje möte uppdatera vår nordiska syn och i skriftlig form översända ”our common Nordic view” till den tekniska kommitté på Europanivå som hanterar EN 1997 (TC250 SC7).

Parallellt görs även ett arbete med analys av exempel för att nå en samsyn i de frågor, där vi än så länge har haft olika Bygg & teknik 1/16

Kan elefanterna överröstas? hantering i de nordiska länderna. En annan viktig del av arbetet är att samordna vårt deltagande så att vi som nordisk grupp finns med i alla de WG (Workning groups), TG (Task groups) och PT (Project teams) som nu etableras. En parallell nordisk spegelgruppsorganisation har etablerats, där även personer som inte har möjlighet att engagera sig på Europanivå mer än gärna får delta. Syftet är att skapa ett forum för nordisk diskussion (via epost, webb, klassiska möten) för alla de frågor som nu ska hanteras.

Nästa EN 1997 – vad kan vi vänta oss Vad är det då för förändringar som diskuteras? Är det några frågor som vi bör vara speciellt observanta på?

De tre olika dimensioneringssätten, där vi i Sverige valt att i huvudsak använda DA3 med säkerhet främst på materialparametrarna, kommer att omformuleras.

Målsättningen är att formulera en dimensioneringssituation per geokonstruktion,

och att det inte ska finnas några alternativ att välja på. Behövs alla nationella val (NDPs)? Här är uppdraget tydligt att antalet ska reduceras, vilket innebär att det i huvudsak enbart ska finnas kvar val som är direkt relaterade till det nationella valet av säkerhetsnivå. Alla andra val som är relaterade till olika typer av koefficienter eller metoder, har man som mål att hantera direkt i standarden utan nationella val.

Ett ”nytt” system för hantering av tillförlitligheten i relation till konsekvensklasser kommer sannolikt att arbetas fram, vilket kan komma att påverka såväl säkerhetsklasser som geoteknisk kategori.

Möjligheten att i Eurokod inkluderad rekommenderade beräkningsmodeller diskuteras, vilket skulle innebära att vi på Europanivå ska enas om vilken beräkningsmodell som bör användas för till exempel släntstabilitet. Är det Bishop?

Spencer? Eller någon annan?

Riktlinjer för hur man kan använda Numeriska metoder tillsammans med EN 1997 kommer att inkluderas. Det kommer även tillföras avsnitt som behandlar jordförstärkning och armerad jord.

Vad vill vi från Norden?

Vill vi ha dessa ändringar? Vilka blir konsekvenserna? Det är nödvändigt att vi som nordisk grupp har möjlighet att analysera och diskutera innan besluten fattas.

Detta så att vi kan säkerställa att krav inte införs som begränsar våra möjligheter att bygga i nordisk geologi, nordiskt klimat med våra metoder. Att vid slutremissen få igenom förändringar kommer vara mycket svårt, det är nu vi kan påverka.

Det är därför viktigt att vi är många som engagerar oss. Vill du engagera dig?

Hör av dig till info@knutpunktgeo.se

Detta driver NMGEC7 Vi har en gemensam bas i Norden vilket gör att vi relativt lätt kan identifiera flera frågor som vi vill driva i arbetet med att ta

fram den nya Eurokoden. Ett axplock är: ● Vi vill att Eurokod ska vara en paraplystandard som sätter ramverket, men inte styr på detaljnivå. ● Vi vill ha ett rent kravdokument, utan goda råd och ”bra att ha” information. ● Berg ska inkluderas på ett likvärdigt sätt som jord. ● Vi vill ha med riktlinjer för hur numeriska metoder ska tillämpas. ● Principen för bestämning av karakteristiskt värde ska inkluderas. Principen ska säkerställa att kompletterande undersökningar och bättre kvalitet ger en bättre skattning av det karakteristiska värdet.

Fler frågor, både generella och detaljerade, som Norden bör driva kommer successiv fram, efter hand som arbetet på Europanivå nu intensifieras.

Inte alltid lätt att enas Diskussionerna i NMGEC7 innebär högt till tak och en vilja att försök förstå varför vi ibland har helt olika angreppssätt. Eller varför det på ytan ser ut som vi tänker lika, men när vi borrar djupare i frågan så är vi inte helt överens. Detta bottnar i att vi trots allt har olikheter. Visst är geologin likartad, men lika lite som vi har samma geologi i hela Sverige så har vi inte samma geologi i hela Norden. Leran är inte identisk och berget varierar. Vi har också olika referensramar när det gäller metoder och arbetssätt. Det är också viktigt att särskilja generella situationer från de specialfall där Eurokods dimensioneringsprinciper inte är speciellt lämpliga eller kan ge konstruktioner på osäkra sidan.

Detta har bland annat blivit speciellt uppenbart när vi diskuterar dimensionering av stödkonstruktioner med förankring. Här ser några av oss enbart bergstag förankrad i ”bra” berg, medan andra ser andra typer av stag. Några ser de enkla standardberäkningsfallen, medan andra ser de extrema situationerna med lera med mycket låg hållfasthet eller rent av vatten.

Det blir då svårt att enas om en samsyn, och man kan ju undra om vi i Norden inte kan enas, hur ska det då gå på Europanivå?

Andra positiva effekter

En acceptabel säkerhetsnivå enligt EC7?

Bygg & teknik 1/16

Förutom att vi hörs och påverkar, så ger samverkan även en större förståelse för våra olikheter. Vi lär av varandras erfarenheter och sätt att hantera frågeställningar, vilket gör att vi kan utveckla geotekniken nationellt. Samtidigt skapar vi förutsättningar för att underlätta samverkan i byggprojekt mellan de nordiska länderna. Detta eftersom vi lärt oss hur vi resonerar och förstår bakgrunden till våra olika resonemang.

Ur ett europeiskt perspektiv så ser man att maffian på Sicilien sakta håller på att avvecklas, men istället så har en nordisk maffia etablerats. Om detta ska ses som positivt, får någon annan uttala sig om. ■ 45

Ett system – många användningsområden

Nu

TITAN mikropålar från ISCHEBECK direkt

H ISC

EBE

CK

• Grundförstärkning/Pålning • Bakåtförankring av spont • Jordspikning • Tunnelförstärkning

ISCHEBECK SWEDEN AB Johnny Hansson mobile: +46 700 379 411 email: johnny.hansson@ischebeck.se www.ischebeck.se

46

Bygg & teknik 1/16

Sannolik besparing av spont Är kvalitet en dimensioneringsparameter att räkna med? Geotekniska undersökningar utförs med varierande precision och kvalitet men den eftersöka säkerheten består…

OK, viss korrigering kan vi erhålla med hjälp av η-värdet, men ger det oss tillräcklig koppling mellan kvalitén i de geotekniska undersökningarna och potentiella besparingar i byggskedet?

Inom ramen för forskningssamarbetet TRUST, Transparent Ground Infrastructure, har en studie utförts med syftet att koppla kvalitet i geotekniska undersökningar med potentiella besparingar i byggskedet. Momentjämvikt för en spontkonstruktion har beräknats baserat på två uppsättningar av geoteknisk data; exkl. 2014 och inkl. 2014. Undersökningar märkta med inkl. 2014 innefattar kompletteringar utförda under 2014, fler borrpunkter samt kvalitativa laboratorieförsök. Osäkerheter i det geotekniska underlaget har utvärderats statistiskt och sannolikhetsbaserad dimensionering använts för att länka osäkerheten med beräkning av nedslagningsdjup via momentjämvikt.

Observera att endast en brottmod (momentjämvikt – nedslagningsdjup) undersökts på sannolikhetsbaserad basis. Metoderna kan dock användas även vid full dimensionering, för konstruktionsdetaljer, stag och kontroll av global stabilitet.

För respektive undersökningsmetod har osäkerheten i medelvärdet av den odränerade skjuvhållfastheten c-u beräknats med hjälp av enkla statistiska metoder, i huvudsak baserat på regressionsanalys av datan. För att kombinera osäkerheterna från flera olika metoder har sedermera en förenklad variant av Bayesiansk uppdatering använts, kallad Multi-

Artikelförfattare är Anders Prästings, KTH/Tyréns AB, Stefan Larsson, KTH, samt Rasmus Müller, Tyréns AB.

Bygg & teknik 1/16

Figur 1: Geotekniska osäkerheter. variabel analys, Ching et al (2010), Müller et al (2014).

Bakgrund I och med införandet av η-värdet i det svenska tillämpningsdokumentet, IEG (2008) till Eurocode 7 har geotekniker i allmänhet tvingats till att bli mer medvetna om osäkerheterna i de utvärderade parametrarna. Trots detta så sker utvärderingen av det härledda värdet ofta på ren subjektiv basis. I de fall där flera metoder har utförts inom ramen för ett projekt så bygger viktningen mellan de olika metoderna på ren erfarenhet och känsla. Med andra ord så; från en och samma uppsättning med mätdata kan det härledda värdet variera stor beroende på vilken som utfört utvärderingen och beroende på hens erfarenhet. Sowers (1993) visar att av alla geotekniska konstruktioner som fallerar beror 58 procent på mänskliga fel och brister i designprocessen. Värt att tänka på!

Så länge som utvärderingen av geotekniska parametrar är starkt förknippad med subjektiva bedömningar är det lätt att en intressekonflikt uppstår mellan geoteknikern och beställaren. Geoteknikern vill alltid ha så bra underlag som möjligt, med så små osäkerheter som möjligt. Medans beställaren, i vissa fall, är mer kostnadsfokuserad. I ett sådant samspel vore det bra att ha verktyg som med fakta kan visa att kompletterande undersökningar, med andra ord, ökade kostnader i utredningsfasen kan leda till besparingar i byggskedet.

Sannolikt faller då många av de diskussioner som handlar om ökade kostnader för geotekniska undersökningar till att istället handla om hur mycket mer vi kan spendera, till den punkt då fler undersök-

ningar inte leder till någon ytterligare besparing.

Rasmus Müller visar i sin doktorsavhandling, Müller (2013), bland annat hur man med statistiska analyser kan reducera osäkerheterna i en geotekniska undersökning, till den punkt då osäkerheterna förblir oförändrade även om fler undersökningar tillförs analysen.

Osäkerheter Geotekniska osäkerheter uppkommer från ett antal olika källor, ofta relaterade till antingen naturliga processer eller mänskliga processer, se figur 1. Primärt avser en geoteknisk undersökning att bestämma parametrar i ett material som har en viss naturlig spridning (1). Detta beror av naturliga processer, där till exempel en lera har avsatts under något varierande omständigheter. Sekundärt, uppkommer osäkerheter från mätfel (2) vilka kan bero av dåligt kalibrerade maskiner, handhavandefel med mera. Osäkerhet från transformationsfel (3) uppkommer då vi transformerar mätningarna till den eftersökta parametern (till exmpel odränerad skjuvhållfastheten cu) via empiriska samband.

Slutligen uppkommer statistisk osäkerhet (4) i underlaget, det vill säga osäkerhet i medelvärdets utvärdering samt statistisk modellosäkerhet. Av dessa osäkerheter utgör transformationsfelet ofta en stor del, ofta merparten, av den totala osäkerheten.

Vid en generell beskrivning av osäkerheterna i en parameter, till exempel odränerad skjuvhållfasthet Cu, beskrivs jordens naturliga variation endast med ett spridningsmått, ofta standardavvikelse eller variationskoefficient. Variationskoefficienten är dock inte en inneboende 47

ningsmetod samt att osäkerheten i c-u, variationskoefficienten COVcu, utvärderats parallellt. Den multivariata analysen har använts för att beräkna den multivariata skjuvhållfastheten c-u" samt osäkerheten COVcu".

Nedslagningsdjupet har beräknats för två geotekniska underlag: 1. exkl. 2014, undersökningar utförda innan 2014 och omfattar CRSförsök (empiri-OCR), vingborr, fallkonförsök och CPT, 2. inkl. 2014, innefattar kompletteringar utförda under 2014 där ytterligare CRS-försök (empiri-OCR), fallkon och CPT tillkommit, samt att direkta skjuvförsök DSS utförts.

Figur 3 visar den utvärderade osäkerheten i skjuvhållfastheten för respektive undersökningsmetod COVcu samt osäkerheten COVcu" för det multivariata medelvärdet på skjuvFigur 2: Beräkningsförutsättningar spont. hållfastheten. Figur 3 visar att fallkon är förknippad med högst osäkerMultivariabel analys het, därefter vinge, CPT, empiri och DSS. Kompletteringarna Multivariabel analys är en försom utfördes under 2014 medenklad variant av Bayesiansk förde att osäkerheten reduceuppdatering, vilket beskrivs flirades för samtliga metoder, förtigt i många geostatistiska läroutom vinge. Trots att kompletteböcker, till exempel Ang & ringarna som genomfördes beTang (2007) och Baecher & stod av ett relativt stort antal Christian (2003). Inom geotekCPT-sonderingar reducerades nik kan metoden användas då en osäkerheten i CPT:n marginellt. parameter ska utvärderas från Det visar att den statistiska osäflera olika undersökningsmetokerheten i c-u från CPT reduceder. Analysen utför dels en form rats till en optimal nivå. av viktning mellan de olika meVad gäller den multivariata toderna (beräknar ett multivariat osäkerheten COVcu", visar den medelvärde), där det utvärdepå effekten av att utvärdera rade medelvärdet och den relasamma parameter från flera oliterade osäkerheten från respekFigur 3: Utvärderade osäkerheter i leran tre till tio meter. ka undersökningsmetoder. Osätive metod är indata i analysen. kerheten i underlaget exkl. 2014 Genom att flera olika metoder kombineras, eller enligt statistiska termer mer från naturlig spridning kan inte redu- reduceras kraftigt i jämförelse med den uppdateras, kan osäkerheten reduceras ceras, dock kan precisionen i bestämning- minst osäkra metoden CPT och i underlajämfört med värdet på osäkerheten för re- en av medelvärdet från en metod, den sta- get inkl. 2014 gör främst införandet av spektive metod. Analysen börjar med att tistiska osäkerheten, reduceras med fler kvalitativa laboratorieförsök DSS att osäen så kallad á priori undersökningsmetod undersökningar. Den multivariata analy- kerheten minskar ytterligare. En slutsats väljs. Denna kan bestå av till exempel cu sen riktar främst in sig på att reducera som vi kan dra av detta är att några av de från empiriska samband via överkonsoli- osäkerheten från transformationsfelet, utförda CPT-sonderingarna sannolikt deringsgraden OCR alternativt ett erfa- vilket i många av våra empiriskt under- kunde ha strukits ur borrprogrammet, till förmån för ytterligare ett antal DSS för att renhetsbaserat expertutlåtande; ”Skjuv- byggda sonderingsmetoder är stort. få en så optimal undersökning som möjhållfasthetens medelvärde är cirka 15 ligt. kPa och varierar normalt mellan 10 och Exempel från en spontberäkning Figur 4a på nästa sida visar resultat 20 kPa”. Därefter uppdateras både medel- Syftet med studien är att visa hur man värdet och osäkerheten/spridningen med med statistiska analyser och sannolik- inklusive kompletteringar inkl. 2014, det övriga metoder. Att kunna kombinera er- hetsbaserad design kan länka kvalitet i utvärderade medelvärdet c-u från respektifarenhet och expertutlåtande med statis- det geotekniska underlaget med potentiel- ve metod samt det multivariata medelvärtiskt utvärderade värden av en parameter la besparingar i byggskedet. I projektet det c-u". Figuren visar att c-u" naturligt antar är i många fall både önskvärt och nyttigt. I ska en cirka sex meter djup schakt utföras ett värde som ligger närmare de minst tvivlarnas ögon medför det även att de i lera, se figur 2. Överst består jorden av osäkra metoderna CPT och DSS medans fortfarande kan sätta sin prägel på analy- cirka tre meter lera med torrskorpekarak- fallkon har relativt liten inverkan på det sen, om än på ett strukturerat och väldefi- tär, i vilken relativt få mätningar utförts. multivariata värdet. Figur 4b visar skillDetta har medfört att cu = 27 kPa utvärde- naden i c-u" från före och efter komplettenierat sätt.

En fråga som ofta uppkommer är om rats konventionellt och inte via statistiska ring, exkl. 2014 och inkl. 2014. Figuren den multivariata analysen, genom att metoder. Torrskorpeleran underlagras av visar att de kompletteringar som utfördes kombinera olika metoder, även reducerar lera, cirka 3 till 16 meter under markytan. ger, förutom en minskad osäkerhet, en liosäkerheten som förknippas med den na- I leran har medelvärdet på skjuvhållfast- ten ökning i c-u", av vilken ökningen nästturliga spridningen. Det borde den ju inte heten c-u utvärderats med hjälp av regres- an enbart beror på de tillkommande DSSkunna göra… Osäkerheten som uppkom- sionsanalys för respektive undersök- försöken. egenskap utan är skalberoende. I de fall där osäkerheten i en parameter utvärderas för en specifik geokonstruktion, till exempel en vägbank eller spontkonstruktion måste konstruktionens storlek i förhållande till jordens naturliga spridning tas i beaktande, i detta avseende ofta refererat till jordens fluktuation/fluktuationsavstånd. Hur en parameter varierar geografiskt i en jord (fluktuerar) kan vara viktigt att känna till. Praktiskt då differenssättningar ska uppskattas under en vägbank, eller då osäkerheten i medelvärdet av en parameter ska utvärderas för en spontkonstruktion som penetrerar flera lokala veka och fasta delar av ett jordlager. I den senare av fallen så bidrar konstruktionens storlek till att osäkerheten från jordens naturliga spridning kraftigt kan reduceras med hjälp av en variansreduktionsfaktor.

48

Bygg & teknik 1/16

INFRASTRUKTUR

PÅ SÄKER GRUND FÖR ETT HÅLLBART SAMHÄLLE COWI är ett ledande teknikkonsultföretag inom industri, infrastruktur, byggnad & fastighet, miljö, projektledning och CAD/IT. Från utgångsorterna Göteborg, Stenungsund, Stockholm och Malmö utförs geotekniska undersökningar, utredningar och projektering från förstudie till bygghandling.

Bild: Hisingsbron. Ny öppningsbar bro ersätter Göta älv-bron i centrala Göteborg, COWI ansvarar för projektering från järnvägsplan till bygghandling för bron.

Läs mer på: www.cowi.se

360-GRADERSLÖSNINGAR GER DEN KRAFT DU BEHÖVER COWI är ett ledande konsultföretag som skapar mervärde för kunder och samhället i stort tack vare vår helhetssyn – vi kallar det 360-graderslösningar. Vi har kompetens i världsklass när det gäller teknik, ekonomi och miljövetenskap och kan hantera utmaningar från många olika angreppspunkter. Vi skapar fungerande helhetslösningar för våra kunder och bidrar på så sätt till hållbara, fungerande samhällen världen över.

VI ÄR SPECIALISTER INOM: BYGGNADSKONSTRUKTION, BYGGTEKNIK, GEOTEKNIK & GEOKONSTRUKTION

STOCKHOLM 50

•

UPPSALA

•

JÖNKÖPING

•

WWW.BTB.SE Bygg & teknik 1/16

schen har med dimensionering mot ett säkerhetsindex β och inte mot en totalsäkerhetsfaktor Ftot är det viktigt att en jämförelse av resultaten utförts. Konventionell dimensionering ska alltid utföras parallellt med sannolikhetsbaserad dimensionering.

Slutsatser

a b Figur 4 a): Medelvärde från respektive metod samt multivariat medelvärde, inkl. 2014; b) Jämförelse av multivariat medelvärde exkl. 2014 och inkl. 2014.

Vi har nu gått igenom det underlag som agerar indata i den sannolikhetsbaserade analysen, det vill säga den multivariata skjuvhållfastheten c-u" samt osäkerheten COVcu", både med och utan kompletteringar exkl. 2014 och inkl. 2014. I den sannolikhetsbaserade analysen beräknas ett säkerhets-index β, även kallat beta-index och till skillnad från en deterministiskt totalsäkerhetsfaktor Ftot agerar osäkerheten COVcu" indata i beräkningen.

Vilket värde på β som en geoteknisk konstruktion bör ha är dock inte lika väldefinierat som för Ftot. Vid val av riktvärden ger Eurocode endast generell vägledning, med värden som mestadels riktar sig mot hus- och stålkonstruktion. Många inom geotekniken anser dock att dessa är för höga och vanligtvis hänvisas geotekniska konstruktioner inom SK2 till β = 3,0. Figur 5a visar hur värdet på β ökar med spontens nedslagningsdjup. Mellan tre och fyra meter erhålls momentjämvikt, utan någon säkerhet mot rotation. Innan

det att kompletteringarna utfördes exkl.

2014 medför β = 3,0 ett nedslagningsdjup av cirka nio meter och med kompletteringar inkl. 2014 reducerades nedslagningsdjupet med cirka 2,5 meter. En potentiell besparing som med råge överstiger den ökade kostnaden för de kompletterande undersökningarna. En deterministisk kontroll har utförts av den globala stabiliteten, och därför inte helt jämförbart med resultaten enligt nedan. Den visar dock att man i byggskedet endast kan tillgodoräkna sig cirka 1,5 meter reducerat nedslagningsdjup. På en längre sträcka kan det fortfarande leda till en anmärkningsvärd besparing.

Figur 5 visar en jämförelse mellan totalsäkerhetsfaktorn Ftot och säkerhetsindex β. Den visar att β = 3,0 i analysen motsvarar Ftot 1,3 till 1,4. I grund och botten är resultatet av den sannolikhetsbaserade analysen kalibrerad mot konventionella beräkningsmetoder, men på grund av den lilla erfarenhet som bran-

Syftet med denna artikel är att visa hur statistisk analyser och sannolikhetsbaserad design kan koppla kvalitén (osäkerheten) i de geotekniska undersökningarna till dimensioneringen av en geokonstruktion. Dels för att, om möjligt, uppnå besparingar i byggskedet men även att använda de statistiska analyserna (regression och multivariat analys) som ett hjälpmedel vid planering av geotekniska undersökningar. Vi kan med dessa analyser visa att en större kostnad i utredningsfasen kan leda till besparingar i byggskedet.

■

Referenser Ang, A.H.S. & Tang, W.H., 2007. Probability Concepts in Engineering: Emphasis on Applications to Civil and Environmental Engineering 2nd ed., New York: Wiley.

Baecher, G.B. & Christian, J.T., 2003.

Reliability and Statistics in Geotechnical Engineering, John Wiley & Sons.

Ching, J., Phoon, K.-K. & Chen, Y.C., 2010. Reducing shear strength uncertainties in clays by multivariate correlations. Canadian Geotechnical Journal, 47(1), pp.16–33.

IEG 200X. Tillämpningsdokument Grunder, IEG rapport 2:2008.

Müller, R., 2013. Probabilistic stability analysis of embankments founded on clay. KTH, Royal Institute of Technology.

Müller, R., Larsson, S. & Spross, J., 2014. Extended multivariate approach for uncertainty reduction in the assessment of undrained shear strength in clays. Canadian Geotechnical Journal 51(3), pp.231–245.

Sowers, G.F., 1993. Human Factors in Civil and Geotechnical Engineering Failures. Journal of Geotechnical Engineering, 119(2), pp.238–256.

Bygg & teknik direkt på nätet a b Figur 5 a): Beta index jämfört med nedslagningsdjup; b) beta index jämfört med deterministisk säkerhetsfaktor.

Bygg & teknik 1/16

Årgångarna 2006 till och med 2/2015 av Bygg & teknik finns nu att läsa i fulltext på vår hemsida: www.byggteknikforlaget.se 51

Lever länge EPS är långlivat. Det gör materialet till ett klimatsmart och kostnadseffektivt val för alla typer av konstruktioner. Den långa livslängden och goda isolerande förmågan bidrar till en god energihushållning och ett hållbart samhälle.

Hemligheten ligger till stor del i luften. EPS består nämligen till 98 % av luft, med en tillsats av 2 % polystyren. En nästan magisk kombination som används allt mer vid såväl nybyggnation som renovering i golv, väggar och tak.

Läs mer och inspireras på www.epsbygg.se

EPS Bygg

European Manufacturers of Expanded Polystyrene www.eumeps.org.

52

EPS Bygg är föreningen för Nordens ledande llverkare av EPS för isolering www.epsbygg.se

Bygg & teknik 1/16

Geoskicklighet – grundläggningsentreprenörer tar täten och ökar kraven Grundläggning har varit en viktig del i byggandet sedan urminnes tider och för romarrikets brokonstruktioner. I Sverige något tusen år senare utfördes en tidig variant av pålning som gjorde det möjligt att bygga en befästning i mötet mellan Mälaren och Saltsjön. En konstruktion som senare blev grundpelaren i Svea rikes huvudstad.

Trots dessa historiska anor diskuteras år 2016 knappt frågan och värderingen av hur grundläggarens skicklighet ska uppnås eller prövas, varken offentligt hos myndigheter eller hos privata beställare av byggnader eller andra grundläggnings konstruktioner. Detta har Svensk Grundläggning och särskilt dess entreprenörer nu bestämt att ändra på. Även om en viss utveckling har skett på senare år, görs fortfarande upplärningen av arbetet i och omkring en grundläggningsmaskin oftast enligt den medeltida modellen ”handledare-lärling”. Att det inte förekommer några ordnade praktiska prov under denna tid är kanske inte så allvarligt, handledningen är av sin natur handfast. Värre är att det saknas en fastställd struktur och regelbundna kvalitetskontroller både vid upplärning, utförande och vid kompetensutveckling. Samtidigt som de flesta av oss anser att kompetens i vår egen professionella verksamhet är av stort värde, saknas erkända verktyg och rutiner för att avgöra om den grundläggningsentreprenör vi anlitar är tillräckligt skicklig och erfaren för att vi ska känna oss säkra som beställare.

Det vill Svensk Grundläggning ändra på.

Från den 1 januari 2016 kommer vi att ställa konkreta krav på skicklighet inom föreningen. Först ut blir entreprenörerna som innan utgången av 2016 kommer behöva visa att företagets medarbetare uppfyller krav inom arbetsmiljö och utbildning. Att det blir entreprenörerna som tar täten beror på att dessa bolag sedan lång tid arbetat målmedvetet och långsiktigt med att utveckla ett branschgemensamt utbildningsprogram, med en stödjande dokumentation för det systematiska arbetsmiljöarbetet.

Bygg & teknik 1/16

Artikelförfattare är Leena Haabma Hintze, kanslichef för Svensk Grundläggning.

Tajt kan ändå vara säkert.

FOTO: MIKAEL CREÜTZ

Skicklighet kan inte mätas ?

Branschen är självklart medveten om att det alltid kan ifrågasätta om skicklighet är mätbar. Samtidigt är Svensk Grundläggning på intet sätt unik i att försöka hitta en relevant modell för detta. När vi privat anlitar en hantverkare är det självklart med referenser från personer vi litar på, ofta stämmer vi av med försäkringsbolagens krav på auktorisation eller liknande, exempelvis med brunnborrarnas certifiering, GVK:s branschregler för säker våtrumsinstallation eller SPEF putsentreprenörers Säker Fasad. Under fritiden tar vi del av etablerade recensenter eller sociala medier som en del i valet av en bra film eller ett prisvärt hotell. På liknande sätt ska ett medlemskap i Svensk Grundläggning vara en del i en kvalitetsbedömning av en entreprenör inom grundläggning. Inom Svensk Grundläggning har vi

en bred representation från samtliga aktörer inom byggindustrin som i samverkan utvecklat kraven. Flera entreprenörer har även efter utbildning av sina yrkesarbetare och arbetsledare erhållit SP Sitac certifiering av dessa.

Det specifika syftet för Svensk Grundläggning är att på enkelt och tydligt sätt visa vad man minst bör förvänta sig från en medlem inom vissa utpekade områden.

Det blir en transparent och jämförbar information om företagets hantering av arbetsmiljö och utbildning och en indikator på medarbetarnas skicklighet och kunskap om säkerhet. Om ett år, 2017, kommer beställare av grundläggning att se hur vi tar nästa steg , skärper kraven och bidrar med ytterligare en viktig parameter som stöd för kvalitetssäkringen av de upphandlade parterna.

Vem tar stafettpinnen efter entreprenörerna ?

För medlemmarna inom Svensk Grundläggning är branschkraven ingen större nyhet eftersom diskussionen och utvecklingen av utförandet har legat på agendan sedan en längre tid. De medlemmar som representerar beställare, konsulter och leverantörer är precis som entreprenörerna medvetna om vikten av att motsvarande krav tas fram för dem. Inom utbildningsprogrammet finns det redan kurser som lämpar sig för de flesta aktörer, inte minst de som sällan finns på arbetsplatsen exempelvis projektörer eller konstruktörer.

Men i dagsläget ser det ut som att materi-

Faktaruta: Svensk Grundläggning Svensk Grundläggning (SG), svenskgrundlaggning.se, är ett forum för intressenter inom grundläggningsprocessens alla skeden. Verksamheten är medlemsdriven med deltagare från beställare, entreprenörer, organisationer, konsulter, leverantörer och myndigheter.

En säker upphandling och ett kompetent utförande skapar effektiva projekt. SG:s bidrag till detta är att i samverkan mellan olika branschaktörer ta fram fakta och underlag om säker arbetsmiljö och utforma ett kvalitetssäkrat program för utbildning och personcertifiering inom grundläggningsbranschen.

SG:s mål är att kompetenssäkring blir ett av skall-kraven vid upphandlingar för att säkerställa skicklighet och kvaliteten vid grundläggning. Dessutom vill vi vara med och utveckla bättre upphandlingsformer.

53

FOTO: MIKAEL CREÜTZ

FOTO: MIKAEL CREÜTZ

Här behövs både … al- och maskinleverantörerna handlingskraftigt tar över stafettpinnen från entreprenörerna för att utveckla sin del av utförandeprocessen.

… kompetens och samarbete. ●

Omfattar personal inom grundläggningsrelaterad verksamhet.

Gäller från och med 1 januari 2016, uppföljning och avvikelser hanteras av SG:s kansli och styrelse.

Innehåller rapporteringskrav inom arbetsmiljö och utbildning exempelvis observationer, tillbud och olyckor, efterlevnad av föreskrifter och dokument för exempelvis startmöten och arbetsmiljöutbildningar, utbildningsprogram för produktionspersonal och UE med kravtrappa för genomförande. Läs mer om de specifika kraven på www.svenskgrundlaggning.se.

en kurs ses som en ”quick fix” för att skapa ett kortsiktigt högre resultat i en organisation, ● kunskap blandas ihop med kompetens, ● teoretisk kunskap inte omsätts i praktisk handling.

Kompetensutveckling är därmed inte samma sak som utbildning men det kan vara det om utbildningen följs upp med träning för att omsätta kunskapen i praktiken. En utbildning utan ett uppföljningsprogram blir sällan en bra utbildning.

Kunskap är som bekant färskvara som måste kontinuerligt underhållas och utvecklas. Därför har Svensk Grundläggning inte bara krav på grundutbildning utan också på kontinuerlig repetition av denna. Yrkesarbetare och tjänstemän har flera gemensamma kurser inom utbildningsprogrammet, vilket breddar diskussionen, möjliggör en erfarenhetsöverföring och ökar den ömsesidiga respekten för yrkesrollerna.

Faktaruta: Kompetens

Begränsar krav på auktorisering konkurrensen ?

Är utbildning bortkastade pengar ?

Det latinska ordet competentia betyder överensstämmelse att situationens krav överensstämmer med individens förmåga att hantera och klara av den specifika situationen. Kompetens är ett komplext samspel mellan en rad olika faktorer som

kunskap, färdighet, erfarenhet, nätverk, värderingar, där summan av dessa är större än enskilda faktorerna. Är utbildning alltid en lösning för att öka kompetensen och säkerheten? Nej, inte i de fall som: ● en kurs endast blir ett kvalificeringskrav, exempelvis då en beställare ställer egna ”unika” kompetenskrav för inhyrda eller köpta tjänster, ● det inte finns något utvecklande eller bestående värde för organisationen,

Faktaruta: Svensk Grundläggnings (SG) medlemskrav entreprenörer

1) Kerstin Keen beskriver i boken ”Kompetens – vad är det?” ett synsätt där kompetens består av fem olika delar där kunskap endast utgör en av delarna. ● Kunskap är den del som kräver inlärning och handlar om att lära sig sakkunskaper, fakta och metoder. ● Färdigheter är förmåga att hantera fakta och metoder. Det handlar om att förstå hur kunskapen ska användas. Detta kräver träning! ● Erfarenheter är ytterligare en del av kompetensen och handlar bland annat om att lära sig av misstagen, ”learning by doing”. Detta kräver tid för eftertanke och reflektion. ● Nätverket, att bygga relationer, knyta kontakter och lära av andra är också en viktig del i kompetensen. ● Värderingarna handlar bland annat om att ta ansvar och se konsekvenser av det man gör. En människa kan ha alla ovan nämnda delar men till exempel sakna förmågan att kunna anpassa sig.

2) Kompetensutveckling kräver samordning, kraft och energi. Både av individen men framförallt av chefer och ledare som ska driva och entusiasmera medarbetarna. En grupps kompetens byggs upp på gemensamma värderingar och summan av individernas kompetens. Individernas färdigheter, kunskaper, erfarenheter och kontakter bör komplettera varandra för att laguppställningen ska bli optimal, menar Kerstin Keen.

54

Visst, all typ av standardisering kan begränsa konkurrensen. Tricket är att beställaren får ett verktyg som är objektivt och transparent, genom att skapa lika möjligheter för att erhålla, validera och påvisa en påstådd kompetens. En stor fördel är om det då finns neutrala underlag för att påvisa en viss kunskap. Men trots att byggindustrin i stort verkar för en branschanpassad struktur för att påvisa och erhålla kompetens, har Svensk Grundläggnings utbildning och certifiering ännu inte fått en märkbar genomslagskraft som ett kvalificerings instrument vid upphandling. Vi har ett utbildningsprogram för ”Säker Grundläggning”, kravsatt och kvalitetssäkrat, färdigt att tillämpas i vilket projekt som helst. Nu är det upp till beställare i alla led, att våga tillämpa och utvärdera dessa för att branschen ska få riktig utväxling. För inte är vi Bygg & teknik 1/16

VIBRATIONSISOLERING AV BYGGNADER. Hus på fjädrande bädd är en vanlig metod intill/ovan spårbunden trafik för att undvika vibrationsstörningar.

Vi erbjuder optimala lösningar och följer projekten från planering till installation.

CHRISTIAN BERNER AB LEDANDE PARTNER FÖR TEKNISKA LÖSNINGAR www.christianberner.se/vibrationsteknik

Bygg & teknik 1/16

55

fortfarande fast i föreställningen att mäta eller värdera skicklighet skulle vara konkurrensbegränsande?

torisk överenskommelse där en stor del av branschen nu bestämt och förbundit sig till att jobba tillsammans för säkrare infrastrukturbyggande i Sverige.”

Kan ”0 olyckor” organiseras För att stödja och uppmärksamfram ? ma projektet visar vi nu hur lika vi ändå tänker. Vi kan enkelt länka Genom projektet ”Tillsammans avsiktsförklaringen med Svensk mot 0 olyckor i anläggningsbranGrundläggnings fokusområden efterschen” driver Trafikverket (TRV), som vi i många punkter har ett Svenska Teknik & Designföretakonkret dokument eller utförandegen (STD) och Sveriges Bygginkrav för grundläggningsarbeten. dustrier (BI), ett sextonpunkts 2. Kontraktuella möten – SG handlingsprogram med mål att vid AF AMA (under arbete). utgången av 2016 ha genomfört 3. Tydlig ansvarsfördelning – handlingsplanen mot en gemenSG Allmänna ordnings- och skyddssam nollvision. Underlaget baseras regler. på Trafikverkets Arbetsmiljöfo4. Introduktionspaket – SG Arrum 2013 och på över 600 idéer betsmiljö, SG folder Grundlägfrån arbetsplatser vid så kallad gande säkerhet.

Stand down. (ur parternas avsikts8. Uppföljning olyckor – SG Arförklaring 2014-03-18). betsmiljöstatistik (kvartalsinsamDe 16 aktiviteterna indelas i tre ling), SG Block rapportera tillbud. områden: Säkerhetskultur, Risk9. Riskhantering – SG Riskinhantering och Uppföljning. Fölventering/arbetsberedning för påljande är ofta aktuella vid grundning, spontning, arbete på vatten läggningsarbeten (med ansvarig och stållager. organisation inom parentes): 10. Arbete i trafikerad miljö – Säkerhetskultur SG Krav på säkerhetsutrustning på 2. Arbetsmiljön i fokus på alla arbetsmaskiner. kontraktuella möten, Arbetsmiljön 11. Erfarenhetsutbyte BAS P/U alltid högt upp på alla kontraktuelUtan säkerhetsavstånd ökar kravet på riskanalys och – SG Dagordning start- och prola möten (TRV). samverkan mellan BAS-P och BAS-U. duktionsmöte, SG utbildning Pro3. Tydlig ansvarsfördelning, FOTO: MIKAEL CREÜTZ jektering & projektledning.

Tydligt modell för ansvars- och Av aktiviteterna har bland annat 8 och 14. Skyltning – SG arbetsplatsskylt uppgiftsfördelning för arbetsmiljö och sä9, uppföljning olyckor och riskhantering med minimikrav på Personlig skyddsutkerhet på alla arbetsplatser (TRV).

4. Introduktionspaket, Målgruppsan- särskilt lyfts fram eftersom de anses ”ut- rustning etcetera.

15. Leverantörsuppföljning – SG Krav passade introduktionspaket för risker, göra en stor del av fundamentet för ett väl fungerande arbetsmiljöarbete och det på entreprenörer. regler med mera (TRV). finns kopplingar till arbetet i övriga delar Riskhantering 8. Enhetlig uppföljning av arbetsmiljö- av handlingsplanen”.

För aktivitet 8 Enhetlig uppföljning av olyckor, Branschgemensam modell för mätning, uppföljning och erfarenhets- arbetsmiljöolyckor föreslås att följa lagstadgade rapportkrav, men att följa upp spridning av arbetsmiljöolyckor (BI).

9. Riskhantering i fokus, Samordnat inrapporterad allvarliga olyckor till Aroch systematiskt arbetssätt fångar upp ris- betsmiljöverket.

För aktivitet 9. Riskhantering i fokus är ker vid de vanligaste olyckorna (TRV).

10. Arbete i trafikerad miljö, Genomly- kartläggning genomförd, riskdefinitiosa arbetssätt, regelverk och uppföljning nerna är sammanställda och identifiering av arbetsmiljö vid arbete i trafikerad miljö pågår av de riskanalysmetoder som används inom bygg.

(TRV).

Två av aktiviteterna har framme ett 11. Erfarenhetsutbyte mellan BAS-P och BAS-U, Gemensamma arbetssätt för första resultat (delrapport maj 2015): 2. Arbetsmiljön i fokus på alla kontrakatt överföra kunskaper, risker och erfarenhet mellan BAS-P och BAS-U (TRV). tuella möten har ett förslag till startmöte, 14. Skyltning – ”En säker arbetsplats”, byggmöte samt projekteringsmöte. En Original för standardskyltar med minimi- stödtext för arbetsmiljöområdet är framtagen. krav för olika byggarbetsplatser (BI).

11. Erfarenhetsutbyte mellan BAS-P Uppföljning 15. Systematisk leverantörsuppfölj- och BAS-U har ett förslag på arbetssätt. ning, Metodik för uppföljning av samtliga leverantörers arbetsmiljöarbete med åt- ”0 olyckor” inom grundläggning Svensk Grundläggning ställer sig helhjärgärdstrappa (TRV).

16. Tydligare kontraktskrav, Kon- tat bakom de tre organisationernas avtraktskrav som ett resultat av avsiktsför- siktsförklaring ”Tillsammans mot 0 olyckor i anläggningsbranschen”. Samtiklaringen (TRV). Även om många aktiviteter uppges gå digt ser vi att resultaten fortfarande är reMed Svensk Grundläggnings nya app enligt plan, har ändå fler delprojekt halkat lativt blygsamma efter halva projekttiden för ett projekt som beskrivs som ”en hisfinns underlaget alltid till hands. efter tidplan.

56

Bygg & teknik 1/16

16. Kontraktskrav – Ligger utanför SG:s uppdrag men beställarens löpande uppföljning kan baserad på de underlag som finns eller avses tas fram inom branschen.

gänglig i Svensk Grundläggnings nya mobila app.

Så käre beställare, projektör, konstruktör eller i vilket led du än befinner dig, vill du ha en säker och kostnadseffektiv utförd grundläggning bör du ta del av Svensk Grundläggnings egna medlemskrav, för att öka möjligheten att uppnå ett utförande i strikt överensstämmelse med kontraktets ordalydelse och andemening.

Börja gärna med att i avtalet kräva att inblandade aktörer bekantar sig med SG AMA AF texter och följ sedan upp att de även arbetar i enlighet med Svensk Grundläggnings övriga rekommendationer för Säker Grundläggning. Om du fortfarande tvivlar på möjligheterna med kompetenskrav och väljer att ”göra som vi brukar” med riskerna och ”ÄTOrna”, då tipsar vi om att kontakta oss för ett kostnadsfritt men uppseendeväckande frukostseminarium om: No Safe, Know pain – Know Safe No pain. Svensk Grundläggning, Safe Swedish Association for Foundation Engineering – för en Säker Grundläggning.

■

Vi tar ansvar för geoskickligheten Om vi avslutningsvis går tillbaks till frågan prövning eller ännu hellre, behovet av skicklighet och då endast behandlar det som påverkar utförandet av grundläggning. Design och val av metoder lämnas åt sidan.

För att uppnå ett verkligt genomslag i hela byggindustrin, med alla dess specialiseringar krävs att vi i alla led, inklusive första till sista UE-led, utöver säker arbetsmiljö även inkluderar kunskap och kompetenskrav i ”0 olyckors” övergripande tre nyckelord – Säkerhetskultur, Riskhantering och Uppföljning. Detta måste göras ”tillsammans” eftersom ingen förening eller organisation av många skäl kan påtvinga sina regler på en annan.

Då räcker det inte att beställare reviderar och uppdaterar kontraktskrav efter de resultat som uppnås avseende arbetsmiljön, det måste även inkludera en prövning av projektdeltagarnas skicklighet i utförandet. Inom Svensk Grundläggning har vi för entreprenörerna tagit fram ett specifikt underlag som stöd för utbildning och prövning av kompetens som leder fram till ett skickligt utfört grundläggningsar-

Svensk Grundläggnings app Säker grundläggning med viktig information tillgänglig och uppdaterad. bete. Det är väl anpassat till de övergripande aktiviteterna inom arbetsmiljö som pågår i byggindustrin. Detta finns till-

Endast 401 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2016!

ViaWall på väg 27 i Borås

ViaWall gör det möjligt att bygga höga vertikala stödmurar, enkelt och rationellt. ViaWall byggs ofta i tuff gruvmiljö.

ViaCon kan nu också erbjuda systemet för vägar och järnvägar.

Med ViaWall kunde faunapassagen under väg 27 strax söder om Borås kortas med 30 meter vilket markant ökar sannolikheten för att djuren ska välja den avsedda vägen.

ViaWall-systemet är: • Kostnadseffektivt • Snabbt och enkelt att bygga • Rationellt • Miljövänligt* *) Låga emissioner av CO2 och betydligt mindre energiförbrukning än motsvarande konstruktioner i betong.

Bygg & teknik 1/16

Innovative Infrastructure www.viacon.se | 0771 64 00 40

57

W E H E L P YO U STA N D O U T

EN BRA PARTNER ÄR DEN BÄSTA GRUNDEN www.geomek.com

58

Bygg & teknik 1/16

Ny typ av grundläggning för vindkraftverk kan spara stora pengar Vindkraft är en energikälla med minimal miljöpåverkan. Grön energi är attraktivt av många skäl bland annat för att det tär mindre på naturresurserna och minskar den globala uppvärmningen. Det svenska målet är att 50 procent av den totala genererade elenergin ska komma från förnybara källor fram till 2020. För att nå målet måste tusentals vindkraftverk byggas.

För närvarande är de flesta landbaserade vindkraftverk byggda på starka jordar för att minska byggkostnaderna, men i en nära framtid kommer man förmodligen att behöva bygga vindkraftverk även på mark med dåliga geotekniska egenskaper. En studie gällande kostnadsfördelningen vid uppförande av vindkraftverk har visat att fundamentet på starka jordar utgöra så lite som cirka tre procent av de totala kostnaderna. På mark med dåliga egenskaper däremot kan grundläggningen utgöra upp till cirka 28 procent av de totala kostnaderna.

Det finns alltså ett starkt motiv att försöka minska grundläggningskostnaderna.

I det här doktorandarbetet på Avdelningen för byggnadsmekanik vid Lunds tekniska högskola studeras en innovativ grundläggningslösning för vindkraftverk på mark med dåliga egenskaper i syfte att minska byggkostnaderna.

ment genom att skapa ett mothållande moment med vattnet i den omgivande tanken. För att det ska fungera pumpas vattnet så att det följer turbinen när vindriktningen ändras. Syftet är att skapa ett tillräckligt stort mothållande moment.

Vattentanken är uppdelad i fyra delar och delarna är sammankopplade med rör, ventiler och pumpar för aktiv reglering av det mothållande momentet. Vindkraftverk har redan ett styrsystem för att vrida vindturbinen efter ändringen i vindriktning. Det befintliga systemet med sensorer för vindriktning och vindhastighet kan utnyttjas för att flytta vatten till rätt delar av tanken. Vid mycket låg vindhastighet öppnas ventiler för att fördela vatten i alla fyra delarna. Systemet är designat för att behöva en minut för att flytta hela vattenvolymen från en del till någon av de andra delarna.

Fallstudie Den föreslagna grundläggningsmetoden jämfördes med den konventionella meto-

den med pålar i ett fall med jordegenskaper och vindförhållanden tagna från Göteborgsområdet. Det vill säga det innebär svaga lerjordar och höga vindstyrkor.

Lasterna som användes i jämförelsen är för ett 2 MW vindkraftverk med 80 m högt torn. Total maximal sättning och den så kallade differenssättningen (lutningen) utvärderades för båda grundläggningstyperna med hänsyn till maximalt tillåtna värden stipulerade i normer. Dessutom gjordes en uppskattning och jämförelse av byggkostnaden för de båda fallen.

Beräkning av sättning Utifrån maximala laster och jordtypens bärförmåga bestämdes vilken diameter för grunden som behövs. Diametern beräknades till 23 m, som är samma i båda fallen. Beräkningar av sättningen genomfördes med hjälp av en finita elementmodell, se figur 3 på nästa sida. Materialmodellen för jorden, som användes var en Mohr-Coulomb-modell med parametrar anpassade för verkliga jordar utifrån för-

Vatten ger stabilitet I arbetet undersöktes och jämfördes två typer av grundläggningslösningar som visas i figur 1 och 2. Det är en konventionell cirkulär pålad grundläggning (figur 1) som jämförs med den föreslagna nya lösningen som består av en cirkulär grundplatta omgiven av en vattentank (figur 2).

Iden med den förslagna grundläggningen är att balansera vindens stjälpande mo-

Artikelförfattare är Wael Mohamed (och Per-Erik Austrell, handledare) Lunds tekniska högskola.

Bygg & teknik 1/16

Figur 1: Grundläggning med pålar (tvärsnitt och ovanifrån).

Figur 2: Cirkulär grundplatta omgiven av en ringformad vattentank som är delad i fyra delar (tvärsnitt och vy ovanifrån).

59

Figur 3. hållanden i Göteborgsområdet. Pålarnas längd sattes till 28 m och bredden på vattentanken är 5 m. Figur 3 visar också resultatet av beräkningen där sättningen för de två fallen visas längs en diameter av grundläggningen. Den totala sättningen är större för grundläggning med vattentank men differenssättningen blir mindre jämfört med den vanliga lösningen med pålar.

Materialåtgång och byggkostnader För att kunna jämföra kostnaderna för de båda grundläggningsalternativen har mängden betong och mängden arme-

ringsjärn beräknats i de båda fallen. Dessutom har volymen utgrävt material beräknats. Kostnader för att gjuta armerad betong respektive gräva ut för grunden och även kostnaden för att driva pålar respektive kostnaden för pumpsystemet har uppskattats enligt sammanställningen i tabell 1.

Räknar man samman posterna i tabellen ger det en total kostnad för alternativet med pålning på 6,1 miljoner kronor och kostnaden för det föreslagna systemet landar på 3,6 miljoner kronor. Kostnaden för det traditionella alternativet är då nästan 70 procent högre än för det nya

Tabell 1: Materialvolymer och kostnader.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Pålad grund Grund med Kostnader vattentank (kkr) ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mängd betong (m³) 670 1 000 1,6/m³ Mängd stål (ton) 48 58 15/ton Påldrivning (m) 670 0 6,3/m Utgrävning (m³) 990 1 900 0,12/m³ Pumpsystem 0 Pumpar, rör mm 900 Total kostnad (kkr) 6 100 3 600

systemet med en stabiliserande vattentank.

Risker med att använda ett aktivt system Alla aktiva system innebär vissa risker som måste utvärderas. De största riskerna bedöms vara havererade pumpar, skador på ventiler och strömavbrott. För att minimera riskerna bör pumpsystemet vara redundant med en extra pump mellan varje del av tanken. Dessutom krävs underhåll på samma sätt som för andra rörliga delar i vindkraftverket. När det gäller strömavbrott finns det redan ett säkerhetssystem med batterier för reservkraft som kan användas.

Framtida potential Vindkraften har varit den snabbast växande källan till förnybar energi runt om i världen under de senaste åren och så även i Sverige. Men många attraktiva lägen har problematiska markförhållanden och framtida vindkraftverk kan behöva byggas på mark med dåliga geotekniska egenskaper. Det föreslagna systemet för grundläggning gör det möjligt att bygga nya vindkraftparker till en lägre kostnad ■ än med traditionell pålning.

Grunden för ett lyckat projekt?

Vi tycker att ett lyckat projekt bygger på att man är kreativ inom uppsatta projektramar. Och det är vi riktigt bra på. Är du också kreativ, lösningsorienterad och flexibel? Vi söker både geotekniker och geokonstruktörer.

Läs mer på iterio.se

60

Bygg & teknik 1/16

KOMPLETT LEVERANTÖR TILL BRANSCHEN Utöver Sandviks välkända borrverktyg breddar vi utbudet till att omfatta Nemek Rig Solutions borriggar från Qmatec. Vi blir din kompletta leverantör i branschen för grundläggnings-, energi- och brunnsborrning!

CONSTRUCTION.SANDVIK.COM

Bygg & teknik 1/16

61

FEM-Design

15

Tredimensionell analys och dimensionering för stål, trä och betong.

Nya möjligheter med

FEM-Design 3D Soil! ¾ Analys av samverkan mellan strukturen och den underliggande jorden

¾ Icke-linjära jordanalyser ¾ Kontroll av brott i jorden enligt Mohr - Coulomb

¾ Källargrundläggning ¾ Analysera effekten av variationer ¾ Dimensionering av källarväggar i grundvattennivån ¾ Kompensationsgrundläggning ¾ Möjlighet att modellera fundament med underliggande isolering

FEM-Design 15

Rörliga laster

är nu här! ¾

Rörliga laster

¾

Jord & Hydrostatiskt tryck

¾

Konsolverktyg

¾

Stångändar med valbar infästningsgrad

¾

Grundkonstruktioner med markisolering

¾

Utskriftsrapport till .docx format

¾

Detaljerad resultatexport till Mathcad & XHTML

Jord & Hydrostatiskt tryck

Konsolverktyg

StruSoft AB Fridhemsvägen 22 217 74, Malmö info@strusoft.com 040 53 01 00

www.strusoft.com/bot Sweden | Denmark | UK | Australia | Hungary | Estonia | UAE | India

FÖRSTÄRKNING! TenCate Geosynteter är världsledande inom geotextil produkter. Med starka välkända varumärken som TenCate Polyfelt®, TenCate Bidim®, TenCate Geolon® och TenCate Miragrid™.

Nu förstärker man med en ny försäljningschef i Sverige. Ta hjälp av oss, vi har en bred kunskap och lång erfarenhet inom geotekniska lösningar.

62

Ulf Svensson Försäljningschef Sverige T: +46 72 721 40 22 E: u.svensson@tencate.com W: www.tencate.com/geonordic

Bygg & teknik 1/16

Geotekniska risker kan hanteras bättre

Även om det ännu inte har gjorts någon sammanställning över byggfel och skadekostnader i geotekniska projekt i Sverige, pekar de bedömningar som gjorts mot mycket stora kostnader årligen. Exempelvis bedömer SGI (2013) kostnaden för geotekniskt relaterade skador i Sverige till hela nio miljarder kronor per år! Och då ingår inte ens kostnaden för onödiga fördyrningar som uppstår på grund av överdimensionering eller liknande fall av ineffektivt byggande.

Det finns i dagsläget inga säkra bevis för att geotekniska projekt skulle vara mer drabbade än övriga byggsektorn.

Däremot är konsekvenserna oftare katastrofala vid utfall av geotekniska risker.

Artikelförfattare är Johan Spross, KTH Jord- och bergmekanik, Lars Olsson, Geostatistik AB, Staffan Hintze, NCC, samt Håkan Stille, KTH Jord- och bergmekanik.

Bygg & teknik 1/16

FOTO: SGI

Alla byggprojekt innebär risker: ekonomiska risker, säkerhetsrisker, arbetsmiljörisker och många fler.

I Sverige har vi varje år stora kostnader för negativa utfall av risker i geotekniska projekt. I Svenska geotekniska föreningens (SGF) riskkommitté arbetar vi därför för att synliggöra och öka användningen av de verktyg som faktiskt finns för att hantera risker på ett effektivt sätt.

Nyligen har vi med stöd av SBUF publicerat ett praktiskt tillämpningsexempel, som visar på hur olika metoder för riskhantering kan användas i ett verkligt byggprojekt.

Figur 1: Skredet vid Småröd kunde förmodligen ha undvikits med effektivare riskhantering.

Ett exempel är skredet vid Småröd på västkusten 2006 (figur 1). En av orsakerna har bedömts vara felaktigt upplagda jordmassor, något som kunde ha undvikits genom en bättre riskhantering i projektet. Den samhällsekonomiska slutnotan för detta blev cirka 520 miljoner kronor enligt Myndigheten för samhällsskydd och beredskap, SGI (2013).

En ny metodbeskrivning och ett praktiskt exempel För att stärka den geotekniska riskhanteringen inom svensk byggindustri tog SGF förra året fram en metodbeskrivning för hur detta kan ske på ett effektivt och högkvalitativt sätt: Hantering av geotekniska risker i projekt – krav: metodbeskrivning (SGF Rapport 1:2014). Avsikten med metodbeskrivningen är att få till stånd en branschgemensam syn på geoteknisk riskhantering som stödjer sig på effektiva metoder. En metodbeskrivning är dock kortfattad och kan vara svår att tillämpa i praktiken, om det inte finns några goda exempel på hur detta kan gå till.

Nyligen färdigställde vi därför en kompletterande rapport: Hantering av geotekniska risker i byggprojekt: ett praktiskt tillämpningsexempel – SBUF rapport 13009, Spross et al (2015a). I denna rapport visar vi på hur riskhantering kan utföras i ett verkligt geotekniskt projekt. Som fallstudie valde vi grund-

läggningen av Hästsportens hus vid Solvalla travbana. Arbetena utfördes visserligen för över 20 år sedan, men med hjälp av omfattande dokumentation från den tiden har vi kunnat skaffa oss en god bild av hur projektet utfördes. Vårt tilllämpningsexempel ska dock inte ses som en pekpinne för hur man borde skött projektet där och då; mycket har skett sedan dess avseende både ändrad praxis och bättre metoder. Exemplet syftar i stället till att visa på hur man i dag hade kunnat lösa problemen utifrån dagens kunskapsnivå och förutsättningar. I det följande beskriver vi kortfattat bakgrundshistorien som vi baserar vårt exempel på, samt ger våra bästa råd till den praktiserande ingenjören. Vi hoppas att detta ska ge mersmak och intresse att läsa tillämpningsexemplet, som finns att ladda ner på www.sbuf.se. En kortare engelsk version finns också som konferensartikel fritt tillgänglig att ladda ner, Spross et al (2015b).

Utbyggnaden av Hästsportens hus Ägaren till Hästsportens hus planerade under 1991 en utbyggnad för att kunna utöka sin verksamhet. Utbyggnaden skulle ha en källare, vilket krävde en drygt fyra meter djup schakt. Utbyggnadens läge alldeles invid travbanan och i direkt anslutning till det befintliga Hästsportens hus ställde speciella krav på utförandet av 63

komplexa geotekniska förhållandena, som krävde relativt avancerade beräkningar av totalstabilitet och omgivningspåverkan.

Sponthaveriet

FOTO: JOHAN SPROSS

Redan i februari 1992 påbörjades schaktoch grundläggningsarbetena. Arbetena kom dock inte särskilt långt: fredagen den 13 mars inträffade sponthaveriet. Stora jordrörelser uppkom när schaktningen nått ner till första hammarbandsnivån, men innan stagen hade spänts upp. I travbanan, cirka tio meter från sponten, bildades en flera decimeter bred spricka i marken, samtidigt som schaktbotten hävde sig en halvmeter uppåt.

Det blev stora kostnader för att färdigställa projektet. Sponten krävde extra förstärkning, skadade pålar måste ersättas och arbetet försenades kraftigt. Ett försök gjordes att stabilisera schaktbotten med grovbetong, men man tvingades till slut till omfattande förstärkning med kalkcementpelare både inom och runt sponten.

Figur 2: Hästsportens hus vid Solvalla i dag.

Tillbyggnaden ses längst till höger i bilden.

Riskhantering saknades på flera håll

FOTO: JOHAN SPROSS

En extern expertgrupp kom fram till att de stora markrörelserna berodde på en alltför låg totalstabilitet, givet det valda utförandet och valet av dimensionerande skjuvhållfasthet. De svåra geotekniska förhållandena hade inte blivit klarlagda ordentligt och man hade heller inte utfört en effektiv och transparent riskhantering.

Expertgruppen ansåg att både entreprenören och byggherren hade del i orsaken till haveriet. Entreprenören borde bland annat ha räknat med en lägre skjuvhållfasthet än den som användes. Byggherren borde bland annat ha tillhandahållit fler provtagningar, upplyst om storleken på tidigare uppfylldnad på platsen och fackmässigt upplyst om att kalkstabilisering borde övervägas på grund av lerans karaktär. Tvisten slutade i förlikning.

Risker ska hanteras i alla skeden av alla projekt Figur 3: Den nya huskroppen byggdes mycket nära travbanan, vilket ställde speciella krav. projektet (figur 2 och 3). Den planerade byggtiden under våren 1992 innebar att byggandet skulle pågå samtidigt som det internationellt kända travloppet Elitloppet gick av stapeln, vilket innebar att många mycket värdefulla hästar skulle befinna sig på travbanan. Markrörelser och påföljande ojämnheter i travbanan var därför helt oacceptabelt, eftersom de värdefulla hästarna då kunde bli skadade. I källaren till den befintliga byggnaden fanns dessutom ATG:s datorservrar, som hade hand om spelverksamheten i Sverige. Dessa fick heller inte störas under några omständigheter.

Man borde kanske ha varit försiktig redan från början. Flera äldre utredningar angav att området var känsligt för både 64

grundvattensänkningar och sättningar.

Dessutom hade leran låg skjuvhållfasthet: en undersökning utförd 1981 redovisade värden så låga som 9 till 11 kPa. Beställaren redovisade dock inte dessa resultat, utan endast resultaten från en egen anlitad konsult. Kanske hade den tidigare undersökningen fallit i glömska. Skjuvhållfastheten undersöktes i två punkter (figur 4 och 5), där den ena punkten fick ett högre värde, 16 kPa. Denna högre skjuvhållfasthet visade sig i efterhand dock ha varit en lokal avvikelse. Möjligen kom den sig av förbelastningen från en tidigare uppfyllnad.

Tiden för att lämna anbud var kort. Anbudsgivarna fick mindre än en månad på sig, precis före julhelgen 1991, trots de

I vårt tillämpningsexempel har vi strävat efter att ge en utförlig diskussion om hur riskhantering kan utföras i alla olika skeden av ett geotekniskt projekt, med utbyggnaden av Hästsportens hus som bakgrundsfond. Med början i idéfasen och vidare genom anbud, upphandling, detaljerad design, utförande och till sist driftskede, visar vi på metoder och angreppssätt som kan användas för att uppfylla kraven i SGF:s metodbeskrivning, SGF (2014), och som därmed främjar en effektiv riskhantering genom hela projektet. Extra fokus har vi lagt på den detaljerade designen av spontkonstruktionen, eftersom vi tror att detta skede kan intressera många.

Samtidigt vill vi poängtera att risker finns och måste hanteras i alla skeden av ett projekt; inget skede är viktigare än något annat i detta avseende. Vi vill också framhålla att eftersom alla projekt är unika på Bygg & teknik 1/16

Figur 4: Designen baserade sig på endast två provpunkter, vilket skulle visa sig förödande, då den ena gav ett missvisande resultat. Bildkälla: Spross et al. (2015a), publicerad med tillstånd. ett eller annat sätt, så kommer också varje projekts riskhantering att behöva anpassas till varje enskilt projekt.

Ingenjören kan bäst Det synsätt på risker som vi tycker bör råda i ett byggprojekt innebär att riskhantering ska ses som en del i det vanliga ingenjörsarbetet. Det ska bidra med ytterligare infallsvinklar, nya insikter och på så sätt förbättra kvaliteten på arbetet. Geotekniska risker förstås bäst – och kan därför effektivast hanteras – av geoteknikern i projektet, snarare än av någon utifrån

Figur 5: Skjuvhållfastheten skiljde sig avsevärt mellan de två provpunkterna. Bildkälla: Spross et al.

(2015a), publicerad med tillstånd.

kommande riskexpert, som inte kan de tekniska detaljerna, menar vi. Men geoteknikern måste förstås ha eller skaffa sig kunskaper i riskhantering.

SGF:s metodbeskrivning anger fyra baskrav, som alltid ska vara uppfyllda för att säkerställa en bra riskhantering. De syftar dels till att definiera och tydliggöra riskhanteringen inom organisationen så att inga risker glöms bort eller faller mellan stolarna, dels till att upprätthålla en kultur inom projektet, där man är medveten om att risker finns och att de kan påverka projektet. De fyra kraven är:

Täckskiktsmätare Micro Covermeter MC8022

1. Riskhanteringens objekt och syfte ska ha angivits. Detta görs för att tydliggöra omfattningen av riskhanteringen för de inblandade. Det underlättar anpassningen av riskhanteringen till det aktuella projektet.

2. Den som bestämmer (”riskägaren”) ska ha en risksyn. Poängen är att den som har ansvar för att uppnå kvalitetskraven som ställs på projektet ska också förstå och ansvara för hanteringen av de risker som kan påverka projektet.

3. Varje ingenjör som har ett ansvar ska ha nödvändiga kunskaper om risk-

Nya plastdetaljer?

Vi gör hela jobbet

Mätare för bestämning av armeringsjärnets djup och riktning.

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 1/16

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

- Produktutveckling - Prototyper - Formtillverkning - Formsprutning termoplast - Formpressning härdplast - Montering och packning

PolymerDon är sedan 2014 en del av Mälarplast

Mälarplast AB - tel 016- 517240 - www.malarplast.se

65

Författarnas tack Vi vill tacka Svenska byggbranschens utvecklingsfond (SBUF) som genom finansieringen möjliggjort projektet och den referensgrupp som stöttat oss i arbetet. Referensgruppen bestod av Frode Burman (Seko/NCC), Tommy Ellison (Besab), Axel Hallin (Grontmij), Ulf Håkansson (Skanska), Åsa Jönsson (SGI/SGF) och Per Tengborg (BeFo).

Figur 6: Riskhanteringscykeln för ett strukturerat arbetssätt, baserad på ISO 31000 (2009).

Bildkälla: Spross et al. (2015a), publicerad med tillstånd. hantering. Detta kan till exempel innebära att ingenjören förstår hur geotekniska osäkerheter kan påverka projektet och att man inser när komplexiteten i projektet blir så stor att ytterligare kompetens bör tas in.

4. Det ska finnas system för kommunikation och informationsöverföring. Byggprojekt är ofta stora och har långa ledtider, vilket gör att många olika personer kan vara inblandade. Information om risker som identifierats i ett skede kan ofta behöva föras vidare till kommande skeden för en senare åtgärd för att minska risken.

Anpassa riskhanteringen – men behåll systematiken Även om riskhanteringen skräddarsys till varje projekt finns ändå ett visst mått av systematik i all strukturerad riskhantering. Vi föreslår att man arbetar efter den struktur som visas i figur 6. Strukturen följer ISO 31000 (2009). Som vi kan visa i vårt exempel med Hästsportens hus, så fungerar denna struktur i alla projektets skeden, från idéfas till driftskede. Viktigt att komma ihåg är att man måste se riskhantering som en cyklisk process: bara för att man en gång gått igenom schemat i figur 6 innebär inte det att riskhanteringen

66

är färdig, utan nya risker kan uppträda med tiden. Till exempel kan en ändrad konstruktionslösning för att minska en risk innebära att man samtidigt inför en annan risk i projektet. Det cykliska arbetssättet är bra på att fånga upp sådana risker.

Slutord Vi hoppas med denna artikel ge en bild av det stöd som en strukturerad riskhantering kan ge i ett geotekniskt projekt. Riskhantering ska inte vara något jobbigt: det strukturerade arbetssättet ska ses som ett verktyg som underlättar och effektiviserar hanteringen av alla de osäkerheter som vi geotekniker dagligen ställs inför. Därmed kan vi dra vårt strå till stacken för ett mer effektivt utnyttjande av samhällets resur■ ser.

Vems är risken?

Referenser

Det är viktigt att inse att det kan finnas flera olika riskägare i ett och samma projekt. Om vi tar en totalentreprenad som exempel, så hamnar visserligen många risker avseende konstruktionens utförande på entreprenören, men likafullt finns det andra risker som beställaren måste hantera. Det kan till exempel röra sig om händelser som kan påverka goodwill för företaget. Rent fysiskt kan det dessutom över tid vara olika personer som har ansvaret för riskhanteringen, allteftersom projektskedena fortskrider. Vi har exempelvis geokonstruktören som ansvarar för designen och platschefen som ansvarar för utförandet. Att inom ett byggprojekt vara överens om den inbördes fördelningen av risker mellan olika parter minskar dessutom risken för komplicerade rättsliga tvister, om något oväntat skulle inträffa.

ISO. 2009. ISO 31000: Risk management – principles and guidelines. ISO, Genève.

SGF. 2014. Hantering av geotekniska risker i projekt – krav: metodbeskrivning.

Rapport 1:2014, SGF, Linköping.

SGI. 2013. Effektivare markbyggande: förslag till handlingsplan 2013–2016.

SGI, Linköping.

Spross, J., Olsson, L., Hintze, S. & Stille, H. 2015a. Hantering av geotekniska risker i byggprojekt: ett praktiskt tillämpningsexempel. SBUF Rapport 13009, www.sbuf.se [nedladdad 2015-10-24].

Spross, J., Olsson, L., Hintze, S. & Stille, H. 2015b. Would risk management have helped? – A case study. In Geotechnical Safety and Risk V. IOS Press, Amsterdam, pp. 727–733, http://ebooks.iospress.nl/book/geotechnical-safety-andrisk-v [nedladdad 2015-10-24].

Bygg & teknik 1/16

krysset

Kryssa rätt och vinn biobiljetter!

Fem rätta lösningar belönas med två biobiljetter var.

Senast den 26 februari 2016 vill vi ha ditt svar. Lycka till!

Namn ..........................................................................................................

Gatuadress ................................................................................................

Postnummer .......................... Ort ............................................................

Eventuell vinstskatt betalas av vinnaren.

Läste Du det i Bygg & teknik?

Du vet väl att Bygg & tekniks innehållsregister och mycket annat (bland annat lösningarna på krysset) finns på vår hemsida: www.byggteknikforlaget.se

När Du löst korsordet, fyll i namn och adress på talongen och skicka sedan in hela sidan i ett kuvert till: Bygg & teknik, Sveavägen 116, 113 50 Stockholm.

Bygg & teknik 1/16

67

Hantering av sulfidjord – några vanliga frågeställningar Längs Bottniska viken påverkas många vattendrag av försurning som kan härledas till sulfidoxidation när sulfidjord kommer i kontakt med syre. Landhöjning, klimatstyrd variation och dikning bidrar till oxidationen och till pH-sänkning samt utlakning av sulfater och metaller från oxiderade sulfidjordar, så kallade sulfatjordar. Vid schaktning och uppläggning av sulfidjord, utan hänsyn till dess försurningspotential, riskerar upplagen att bli punktkällor av försurning och utsläpp av metaller till vattendrag. Hur snabbt denna försurning sker varierar beroende på platsspecifika förutsättningar, jordens egenskaper etcetera.

Det saknas idag metoder att bedöma hur snabbt försurningen sker, vilket har lett till att sulfidjord inte mellanlagras mer än 24 timmar innan den transporteras till deponi. Att hantera sulfidjord vid schaktningsarbeten leder därför nästan alltid till fördyrade projektkostnader. Ett vägprojekts totala projektkostnad kan i vissa fall fördubblas på grund av: ● avsaknad av en snabb och differentierad bedömning av sulfidjords försurningspotential och försurningshastighet ● avsaknad av alternativ till att inom 24 timmar transportera sulfidjorden till en sulfidjordsdeponi ● avsaknad av alternativa sulfidjordsterminaler/-deponier längs Norrlandskusten ● en rigid miljöbedömning, där trenden

Artikelförfattare är Josef Mácsik, Ecoloop AB, Thomas Fägerman, Swerecycling AB, och Johannes Pettersson, Luleå tekniska universitet (LTU).

68

är att utifrån ”försiktighetsprincip” jämföra sulfidjord med pyrithaltigt gruvavfall.

Dagens situation leder å ena sidan till att det går åt stora resurser till att transportera och deponera all sulfidjord, å andra sidan finns det risk för att sulfidjord hanteras mer eller mindre medvetet som vanliga schaktmassor, med påföljd att närmiljön påverkas negativt. Är dagens hantering av sulfidjord verkligen optimal ur miljösynpunkt? Vid hantering av sulfidjord finns det många fällor att trilla i, men det är miljöbelastande, dyrt och ineffektivt att gardera sig mot risker som inte finns.

Sulfidjord – kunskapsläge och praxis De flesta är överens om att sulfidjord som schaktas upp är ett avfall och att oberoende om sulfidjord används som konstruktionsmaterial eller deponeras bör hanteringen se till att inte orsaka negativ miljöpåverkan. Sulfidjords ”farlighet” som avfall och därmed vad som är lämpligt ur hanteringssynpunkt går dock isär, se MÖD (2014). Situationen har lett till att all sulfidjord betraktas som ”farligt avfall” och ska transporteras till avsedd deponi, samt att ”farligheten” i vissa fall likställs med den hos gruvavfall vad gäller utsläpp av metaller och långtidseffekter. I flertalet fall har sulfidjord också schaktats och lagts upp på ett olämpligt sätt. Miljöriktig hantering av sulfidjord kräver bättre förståelse av sulfidjordens egenskaper men också ett helhetsgrepp om alternativens möjligheter att ta större miljöhänsyn och spara på naturresurser.

Kort om sulfidjord. Sulfidjord har en relativt låg skjuvhållfasthet och hög kompressibilitet och orsakar ofta stabilitetsoch sättningsproblem, Larsson et al (2007). Gemensamt för sulfidjordarna är innehållet av sulfider, där järnmonosulfid (FeS) och svavelkis (pyrit) FeS2 dominerar. Med sulfidjord i Sverige avses främst den speciella form som innehåller järnmonosulfid och som bildas genom nedbrytning av organiskt material i finkorniga sediment under anaeroba förhållanden.

Nästa steg i denna mineraliseringsprocess är att järnmonosulfiden övergår till pyrit, men detta beror bland annat på tillgången till svavel och kan ta mycket lång tid, Georgala (1980). Sulfidjordar har generellt mycket låga halter av metaller men oxidation av sulfid till sulfat (detta sker i flera steg) leder till hydrolys som bildar H2SO4, Wiklander et al (1950), och där-

med ökar utlakningen av aluminium, järn och andra metaller orsakad av jonbyte och direkt lakning av mineraler.

Vägledning sedan 2007. För att underlätta en snabb bedömning inför markarbeten finansierade Vägverket ett arbete i början på 2000-talet med att ta fram vägledning för bedömning av försurningsegenskaper som sulfidjordar har. Arbetet, som utfördes av LTU, resulterade i bland annat den metodik för bedömning av försurningspotential som beskrivs i Pousette (2007). I dagsläget tar det cirka 10 till 15 arbetsdagar att få denna bedömning. Rekommendationen blev att schaktad sulfidjord ska deponeras under grundvattenytan.

Deponering av sulfidjord. Deponering under grundvattennivån är ett hanteringsintensivt sett att bli kvitt sulfidjord. Oftast används torvområden, där torvmaterialet schaktas ut innan sulfidjord deponeras.

Hanteringsmässigt är det dyrt, eftersom man först måste bygga en bankfyllning över området, sedan schakta torvmarken för att slutligen deponera sulfidjorden. En stor del av deponiområdet består av bankfyllning och körytor. Deponering kan då ske under grundvattenytan, men det är svårt att konsolidera den deponerade sulfidjorden. När deponeringen är avslutad läggs ett skyddsskikt ut över sulfidjordsdeponin. Det finns få ställen som är lämpliga, och mottagningskapaciteten är begränsad i tid och volym.

Några vanliga frågeställningar om sulfidjord Nedan radas det upp ett antal frågeställningar om sulfidjord med fokus på dess egenskaper innehåll av metaller, försurningsegenskaper, utlakning och hantering.

Är sulfidjord ett homogent material med samma egenskaper?

Sulfidjord är ett samlingsnamn, enligt geotekniska benämningsregler klassificeras sulfidjordar som organisk silt eller organisk siltig lera och i fall med organiska halter högre än sex procent som siltig eller lerig gyttja. För att räknas som sulfidjord bör jorden ha en organisk halt av minst en viktprocent och högst tio viktprocent, Larsson et al (2007). Sulfidjordars innehåll av svavel och järn ligger mellan en halv till två viktprocent respektive tre till fem viktprocent, Mácsik (2000). Järnmonosulfid färgar jorden svart redan vid mycket låga halter, vilket också ger jorden dess karakteristiska lukt orsakad av Bygg & teknik 1/16

bildning av låga halter svavelväte (H2S) när jorden luftas. Sulfidjord kan vara allt från svartprickig, svartflammig, svartbandad till helt svartfärgad. Sulfidjordens försurningspotential, försurningseffekt och försurningshastighet varierar mellan olika platser och i profilen, Knutsson & Pousette (2006).

KM

As

Är sulfidjord ett ”miljöfarligt avfall”?

Sulfidjord är ett naturligt förekommande jordmaterial med låga halter av metaller.

Analys på sulfidjordars innehåll av arsenik (As) och metaller från fyra lokaler visar att halterna ligger under till mycket under Naturvårdsverkets riktvärden för känslig markanvändning (KM), figur 1.

Vid vattenmättade förhållanden är sulfidjordens pH runt 8 med mycket låga halter av utlakat järn och sulfat, Mácsik (2000).

Det som skiljer sulfidjord från andra lerjordar är mobilisering av metaller från mineralytorna till grundvatten. Mobiliseringen orsakas av syresättning som leder till försurning av mark och porvattenmiljön.

Oxideras och försuras sulfidjord momentant?

Sulfidjord som utsätts för syre oxideras i steg, första steget är snabbt, där sulfid omvandlas till svavel medan det andra steget är mycket långsamt, där oxidationen fortsätter med att svavel oxideras till sulfat, Wiklander et al (1950). Enligt samma studie tog det 330 dygn att omvandla 73 procent av svavlet till sulfat på en 3 mm tjockt lager av sulfid. Anaeroba sulfidjordar har ett neutralt pH. Forcerad uttorkning genom sänkt grundvattenyta kan leda till oxiderande försurade förhållanden, men processen är reversibel och inom 50 dygn kan en fullt aerob sulfidjord med pH lägre än 3 övergå till anaerobt tillstånd med pH högre än 6, Mácsik (1994).

Zn

Bygg & teknik 1/16

1000

Ba

100 10

V

Cd

1 0,1 Pb

Co

Ni

Cr Mo

Cu

Figur 1: As- och metallhalter (medelvärden i mg/kg TS) uppmätta i sulfidjord från tre lokaler (Umeå, Hertsön-Luleå, Östra länken-Luleå och Sunderbyn), baserat på 19 analyser (blå fält). Som jämförvärde anges KM-riktvärden (grå fält) för förorenad mark NV (2009).

(Observera logaritmisk skala).

MKM

Anrikningssand

Sulfidjord

As 10000 Zn

Ba

1000 100

Beter sig sulfidjord som sulfidhaltigt gruvafall?

Det finns likheter mellan sulfidjord och anrikningssand (pyrithaltig), båda kan leda till försurade förhållanden, men där tar likheterna slut. Sulfidjord innehåller cirka en halv till två viktprocent svavel och en till fyra viktprocent järn, medan anrikningssand kan innehålla upp till 12,9 viktprocent svavel upp till 16,5 viktprocent järn. En jämförelse mellan sulfidjord och anrikningssand visar att medan halterna i sulfidjord ligger under KM (känslig markanvändning) så ligger anrikningssandens halter i nivå med eller över MKM-riktvärdena (mindre känslig markanvändning), figur 2.

Sulfidjordens FeS oxideras snabbare vid tillgång till syre än FeS2, men oxidationen av anaerob sulfidjord är reversibel, det vill säga FeS kan återbildas om de anaeroba förhållandena i jorden återställs.

Sulfidjord

V

Cd

10 1 0,1

Pb

Co

Ni

Cr Mo

Cu

Figur 2: Metallhalter (medelvärden i mg/kg TS) uppmätta i sulfidjord från tre lokaler (Umeå, Luleå och Sunderbyn), baserat på 16 analyser och b) i anrikningssand baserat på nio analyser från fyra olika lokaler (Kringelgruvan, Laver samt olika magasin i Kristineberg). Som jämförvärde anges MKM-riktvärden för förorenad mark NV (2009).

(Observera logaritmisk skala).

69

Oxidation av FeS2 är svår att bromsa och är ej reversibel (reversibelt enbart i geologiskt tidsperspektiv). Anrikningssandens innehåll av FeS2 är två till fyra gånger större än sulfidjordens halt av FeS. Oxidationen av FeS2 kan leda till fyra gånger större försurningseffekt än FeS, Mácsik (1994). Den teoretiskt möjliga försurningseffekten hos anrikningssand är därmed minst 8 till 16 gånger större än hos sulfidjorden. Kopplas detta ihop med de mycket högre halterna av As och metaller hos anrikningssand är det tydligt att jämförelsen mellan miljöeffekterna hos oxiderad anrikningssand och sulfidjord skiljer sig.

Kan sulfidjord mellanlagras längre än 24 timmar utan försurning?

Sulfidjordar som är anaeroba, det vill säga inte har påverkats av oxidation, kommer inte att bidra till försurning till en början. Oxidationen är en långsam process och genom försiktig hantering och uppläggning kan oxidationsprocessen minimeras. Efter 96 timmar har undersökta sulfidjordar inte bidragit till försur-

ning, Mácsik (2000). Detta kräver dock att sulfidjorden hanteras så att uttorkning minimeras/hindras. Det saknas mätmetoder som i realtid kan visa hur snabbt denna oxidation sker och hur pH förändras i sulfidjorden.

Finns det metod för fältkontroll av sulfidjordens pH? Vid LTU pågår det ett examensarbete Pettersson (2015) att ta fram ett förslag på metod för att i realtid kunna följa upp och prognosticera mellanlagrad sulfidjords pH och därmed försurning. Målsättningen är visa att mellanlagring kan ske under längre tid än 24 timmar utan risk för försurning.

Kan sulfidjord mellanlagras för deponering/konstruktion?

Det finns goda förutsättningar att mellanlagra sulfidjord en kortare period innan deponering eller återanvändning som konstruktionsmaterial. Hur länge mellanlagring är möjlig beror på sulfidjordens sammansättning, försurningspotential och uttorkning/redoxtillstånd. Mellanlagring-

ens syfte är också av intresse, det vill säga ska sulfidjorden slutförvaras under grundvattenytan, eller om den ska användas i annan miljö. Det finns två huvudspår: ● Anaerob hantering (deponering) av anaeroba sulfidjordar ● Stabilisering/buffring av redan oxiderad sulfidjord (sulfatjord) med lågt pH.

Kan sulfidjord deponeras ovanför grundvattenytan?

I dagsläget deponeras sulfidjord på torvområden som schaktas ut för att ge plats åt sulfidjord. Deponeringsmöjligheten är begränsad till ett fåtal platser.

Genom utformning av deponiceller som kan bidra till att sulfidjord bibehåller vattenmättnad kan deponering även ske över grundvattennivån. Deponering av sulfidjord i vattenmättad miljö kan garantera att den inte bidrar till pH-sänkning och därmed utlakning av metaller. För att uppnå full vattenmättnad kan sulfidjorden deponeras under grundvattenytan, men det finns också möjligheter att i deponi eller konstruktion skapa förhållanden som ger vattenmättnad. Kompression av

Tabell 1: Dagens hantering och behoven av teknikutveckling för en hållbar hantering av sulfidjord.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– SKEENDEN a) DAGENS b) MORGONDAGENS KOMMENTARER HANTERING HANTERING –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Projektering Sulfidjord påträffas. Utöver dagens hantering a) Majoriteten av sulfidjordarna klassas idag som Prov skickas för görs okulär bedömning försurande. Stor variation medför att det är svårt att bedömning av av kornstorleks”friklassa” sulfidjord. Resultat från bestämningen försurningspotential fördelning och bedömning försurningspotential fås efter tre veckor, 15 arbetsdagar av oxidationshastighet Metoden ger ingen information om hur snabbt denna oxidation sker. b) Metodutveckling med avseende på försurningshastighet/nivå, med information om hur snabbt denna oxidation kan förväntas ske.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Schaktning och Schaktad sulfidjord Schaktad sulfidjord a) Uppschaktad sulfidjord skickas till deponi direkt. mellanlagring skickas till deponi skickas till deponi inom b) Mellanlagring av sulfidjord kan utökas. Sulfidjordar inom 24 timmar.

24 timmar efter att pH behandlas utifrån försurningsnivå baserat på försursjunker till 6 (Metodutningshastighet istället för försurningspotential. Enklare veckling Pettersson, 2015). att skilja sulfat och sulfidjordar. Kontroll av sulfidjordens pH ger direkt indikation på om försurningsprocessen är igång.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Transport Transport i lastbilar Transport i lastbilar till Risk att entreprenören lägger ut sand torv, eller flis på till deponi. deponi. flaket för att förenkla tippning, vilket leder till orena sulfidjordsmassor, med permeabla zoner.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Deponering Deponering under Deponering, flera alternativ: a) Få deponier med begränsad mottagningskapacitet. grundvattenytan - Under grundvattenytan b) För att hindra eller minska oxidation räcker det med - Deponicell full vattenmättnad och att skiktet som oxideras be- Behandling. gränsas. Större möjligheter till att hantera sulfidjord närmare källan. Utveckling av alternativ behandling och återanvändning leder till lägre kostnader och mindre transporter.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Behandling In situ stabilisering, Behandling på deponi/ a) Sulfidjordar som behandlas in situ påverkas i vertikaldränering eller plats mindre omfattning av oxidation och har motsvarande etc. permeabilitet som omgivande sulfidjord. b) Behandling möjliggör återanvändning genom att jordens geotekniska egenskaper förbättras. Möjliggör återanvändning av lämpliga sulfidjordar on site eller off site.

70

Bygg & teknik 1/16

sulfidjorden, det vill säga minskning av materialets porositet, är en viktig förutsättning för att uppnå låg hydraulisk konduktivitet. Under sådana förhållanden återfår sulfidjorden snabbt sitt anaeroba inerta tillstånd.

Sulfatjordar är oxiderade jordar, med redan ett lågt pH och en stor del av jordens svavelinnehåll återfinns som sulfater. Tidigare studier har visat att kalkning av sulfidjord leder till utlakning av sulfater. En möjlig behandling av sulfatjordar är genom kalkning som påskyndar bildning och utlakning av sulfater samtidigt som jorden pH-justeras, buffras. Metoden bör kunna vidareutvecklas inom deponiområde för att anpassas till att kunna användas på plats till att börja med.

Summering och slutsatser Dagens praxis är att om sulfidjord påträffas bedöms dess försurningspotential enligt Pousette (2007). Stor andel av sulfidjordarna har försurningspotential, det vill säga pH kan efter full oxidation sjunka till cirka 3. Schaktmassor som bedöms som sulfidjordshaltiga transporteras till sulfidjordsdeponi inom 24 timmar efter schaktning. Denna rigida bedömningsgrund i kombination med att det saknas alternativa sulfidjordsterminaler/deponier längs Norrlandskusten har lett till att kostnaderna kan snabbt skena iväg.

Teknikutveckling med avseende på bedömning av försurningshastighet och kontroll av försurningsnivå, samt utveckling av behandlingsteknik behövs för en mer effektiv hantering av sulfidjord, se tabell 1 på föregående sida.

■

Referenser Georgala D. 1980. Paleoenvironmental studies of post-glacial black clays in North-Eastern Sweden. Acta Universitatis Stockholmiensis.

Larsson R., Westerberg B., Albing D., Knutsson A. & Carlsson E. 2007. Sulfidjord – geoteknisk klassificering och odränerad skjuvhållfasthet. SGI: rapport 69 Mácsik J. 1994. Risken för utfällning av ferriföreningar ur dräneringsvatten från anaeroba och aeroba sulfidjordar, Licentiatsuppsats 1994:10 L, Tekniska högskolan i Luleå.

Mácsik, J., 1999, Soil Improvement Based on Environmental Geotechnics.

Environmental and geotechnical aspects of drainage of redox-sensitive soils and stabilization of soils with by-products, Doctoral thesis 1999:09, Luleå tekniska universitet.

Mácsik, J., 2000, Försurningspotential i sulfidjord – Metodutveckling/förstudie, Luleå tekniska universitet, avd för geoteknik, Rapport till Botniabanan och Banverket.

MÖD 2014:1. 2014. Sulfidjord till terrängmodellering. https://lagen.nu/dom/mod/ 2014:1.

NV. 2009. Riktvärden för förorenad mark – Modellbeskrivning och vägledning. Rapport 5976.

Pettersson J. 2016 Pågående examensarbete.

Pousette K. & Knutsson S. 2006. Hur ska uppgrävd sulfidjord hanteras? Bygg & teknik 2/06.0 Pousette K. 2007. Råd och rekommendationer för hantering av sulfidjordsmassor. Luleå tekniska universitet.

Wilklander L., Hallgren G., Brink N. & Jonsson E. 1950. Studies on gyttja soils II. Some Characteristics of two profiles from Northern Sweden. Reprinted from the Annals of the Royal Agricultural College of Sweden Vol.17.

Bygg & teknik direkt på nätet Årgångarna 2006 till och med 2/2015 av Bygg & teknik finns nu att läsa i fulltext på vår hemsida: www.byggteknikforlaget.se

Under alla Gröna Tak behövs ett hållbart tätskikt Se till att du väljer det bästa!

– specialist på Gröna Tak

Vi har flera specialister inom vårt sortiment av kompetenta tätskikt av EPDM-gummi.

Resitrix – För enastående kvalité, hållbarhet, livslängd och trygghet! www.takcentrum.se

Bygg & teknik 1/16

71

Armeringsverktyg:

Balkonger:

Fogband:

Betongkomplement:

Fogtätningsmassor:

Vi servar hantverkare!

Specialister på fönsterrenovering, ventilation och tätning.

EgcoBox – Isolerad balkonganslutning Egcobox sparar energi och minskar köldbryggan vid balkonger och loftgångar

Max Frank AB (tidigare Rolf Dickman AB) info@rolf-dickman.se - www.rolf-dickman.se

Betong/Membranhärdare:

• Injekteringsslang • Radonmembran • Fogband • Förlorad form • Gjutskarvstöd

• Retarder • Membranhärdare • Potentialutjämnare • Armeringskoppling • GWS - Stag

www.fosforos.se I Tel: 08-534 70 970 I E-post: info@fosforos.se

Betongreparation:

7&/5*-&3 t 5­5-*45&3 t #&4-"( t '0(."4403 t ,*55 t '0(#"/% t 7&3,5:( t ."4,*/&3 t 4-*1."5&3*"- t #:(("74,­3./*/( t "3#&54.*-+½ t 65#*-%/*/( t */4536,5*0/&3

MULLSJÖ Huvudkontor Lager Tel 0392-360 10

Handla direkt i vår webb-shop www.leifarvidsson.se

Fuktskydd:

Fukt, lukt, mögel och radon TrygghetsVakten skyddar krypgrund & vind från fuktrelaterade skador. s -ARKNADENS LËGSTA ENERGIFÚRBRUKNING s -INIMALT MED UNDERHÍLL s ÍRS LIVSLËNGD

www.trygghetsvakten.se

Betonginstrument:

Byggutbildningar:

031-760 2000

Geosynteter:

Fiberkompositskivor: Stockholm 08-625 63 10 Göteborg 031-86 76 50 Gävle 026-400 56

w w w. s t e n i . s e 72

www.jehander.se Bygg & teknik 1/16

branschregister Geosynteter, fortsättning: Allt pekar på att en bra epoxibeläggning skall hålla minst 45 år

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

Geoteknik:

Grundläggning:

Konsulterande ingenjörer: Mikrobiella analyser på dagen Säkra DNA-analyser av mögel/hussvamp Kemiska analyser

sŝ ĂŶĂůLJƐĞƌĂƌ LJŐŐĚ ŵŝůũƂ

sĂůůŽŶŐĂƚĂŶ ϭ͕ ϳϱϮ Ϯϴ hƉƉƐĂůĂ͕ Ϭϭϴ ϰϰϰ ϰϯ ϰϭ ŝŶĨŽΛĂŶŽnjŽŶĂ͘ƐĞ ǁǁǁ͘ĂŶŽnjŽŶĂ͘ĐŽŵ

..

BESTAM JORDLAGRENS TJOCKLEK & UTBREDNING Pålitlig data över jordlagrens utbredning och djup Undersökningsdjup upp till 80m Längsta garantin på marknaden Anpassningsbara produkter och tjänster www.geoscanners.se | info@geoscanners.com | 0921 - 530 20

Golvbeläggningar:

MILJÖANALYSER Asbest, PAH, PCB, PCP, VOC, MVOC, mögel och röta etc.

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

Bygg & teknik 1/16

1650 ISO/IEC 17025

060-12 72 40 | WWW.PKGROUP.SE

73

branschregister Konsulterande ingenjörer, forts:

Ljuddämpning/Ljudabsorption: Takplåt: • Byggnadsakustik • Buller • Vibrationer • Kalibrering – Ljudisoleringslab – Halvekofritt lab – Efterklangsrum

1002

Tel: 010-516 50 00 • www.sp.se/akustik SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Reservoarer:

Utemiljö/Terrasser:

Tak/Tätskikt:

Vattenrening: 2. Vattenfilter

1. Vattentäkt

3. Reservoar

callidus.se Vattenrening 031-99 77 00

6. Service

4. Distribution

5. Användare

Väggsystem:

GUMMIDUK FÖR LÅGLUTANDE TAK Svensktillverkad gummiduk med miljömässiga fördelar.

Exceptionellt lång livslängd och överlägsen hållbarhet.

Kontakta oss för mer information: Tel: 0370 510 100 Email: info@sealeco.com www.sealeco.com

74

Bygg & teknik 1/16

BEGRÄNSAD EFTERSÄNDNING Vid definitiv eftersändning återsänds försändelsen med nya adressen på baksidan (ej adressidan)

POSTTIDNING B Avsändare: Förlags AB Bygg & teknik Sveavägen 116, 113 50 Stockholm

9L ¿QQV ULNVWlFNDQGH och lokalt tillgängliga – nära kunden.

Göteborg 031-771 53 00

erbjuder grundläggning för alla typer av byggande

Helsingborg 040-31 71 03 Kalix 0923-145 50 Linköping 013-10 52 60

har stor kunskap och yrkesskicklighet

Solna 08-585 529 00 Sundsvall 060-57 83 60

är marknadsledande

Södertälje 08-550 136 77 Umeå 090-13 72 15 Uppsala 018-24 54 63 Västerås 021-81 09 30 Örebro 019-22 69 10

Rätt från grunden.

www.hercules.se

er på mont 16 r å v l n til en 20 mme sdag Välko läggning d Grun