1/10 Bygg & teknik

TEMA: Sveriges Äldsta Byggtidning

Geoteknik och grundläggning

Miljöanpassade metoder Nr 1 • 2010 Januari 102:a årgången

Vi erbjuder för grundläggning och infrastruktur Stålpålar Stödväggar Broar Bullerskydd Skyddsräcken

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

TEL 010-78 78 000 - infrasweden@ruukki.com www.ruukki.com

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

har stor kunskap och yrkesskicklighet

Solna 08-585 529 00

är marknadsledande

Södertälje 08-550 136 77

Kalix 0923-145 50 Linköping 013-10 52 60 Sundsvall 060-57 83 60 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 Guldsponsor för Grundläggningsdagen 2010

Illustratรถr: Johan Toorell

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

I detta nummer

• • • • • • • • • • • • •

Byggnytt Produktnytt Miljöanpassad pål- och spontdrivning i tätbebyggt område – etapp 2 Fanny Deckner et al Armerad jord – en lösning med drag Bernhard G Eckel och Leif Jendeby Beaktande av pålars randvillkor och längd vid påldimensionering Håkan Bredenberg Stabilitet för en järnvägsbank byggd på sulfidlera Rasmus Müller et al Flygaskor för stabilisering/solidifiering av muddermassor – en potential bedömning Göran Holm et al Byggfrågan Kompetensmatris – ett nytt kvalitetsverktyg?

Gunilla Franzén och Leena Haabma Hintze

8 10 12 21

26 31 38 41 43

Provtagningskvalitet:

Bortglömda sanningar och uteblivna 45 vinster Sölve Hov et al Ny metod för att borra in grävpålar i berg 52 Magnus Ruin et al Påbyggnad av varuhuset Femman 55 i Nordstan, Göteborg Lennart Svensson och Björn Pettersson Stora pågående och framtida projekt:

Deformations- och portrycksövervakning 61 i samband med anläggningsarbeten Daniel Svärd Avslutning av långtidsprojekt:

Korrosion på stålpålar och stålbalkar 65 i jord Göran Camitz och Tor-Gunnar Vinka Grundläggning av vindkraftverk 68 med hänsyn till tjäle Tommy Edeskär et al Dimensionering av fundament för 74 landbaserade vindkraftverk Lars Johansson och Erik Wahlström

OMSLAGSFOTO: STIG DAHLIN ARBETE VID HORNSBERGSSTRAND PÅ KUNGSHOLMEN I STOCKHOLM.

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

Tryckeri: Grafiska Punkten AB, Växjö

ISSN 0281-658X Bygg & teknik 1/10

”

ledare

Begåvat samarbete

Företag i samhällsbyggnadssektorn står inför en stor utmaning – att säkra den framtida kompetensförsörjningen. Utan nya ingenjörer blir det nämligen kortslutning i samhällsbyggandet. Mot denna bakgrund satsar nätverket Samhällsbyggarna gemensamt på att marknadsföra sektorns många yrken och utbildningar. Tillsammans med elever och unga yrkesverksamma var man bland annat på plats på akademikerorganisation Sacos välbesökta studentmässor i Malmö och Stockholm i slutet av förra året.

Den som arbetar inom samhällsbyggnadssektorn är med och bygger det framtida samhället. Många spännande arbeten finns, men det är idag svårt att täcka rekryteringsbehovet av medarbetare med eftergymnasial utbildning. Personalbrist hotar, trots det osäkra konjunkturläget, och redan idag börjar luckorna bli stora efter ökande pensionsavgångar.

Saga Hellberg, som är ansvarig för kompetensförsörjning och kommunikation vid bransch- och arbetsgivarorganisationen Svensk Teknik och Design, betonar att såväl Öresundsregionen som Stockholm och Mälardalen fortsätter att växa och tillgång på välutbildad arbetskraft för samhällsbyggandet är en förutsättning för att klara denna positiva utveckling.

”Nätverket Samhällsbyggarna, ett begåvat samarbete” Minst 70 000 gymnasieelever väntas besöka höstens och vinterns sju gymnasie- och studentmässor runt om i landet. Samhällsbyggarna, som är en samarbetsorganisation bestående av Banverket, Elektriska Installatörsorganisationen, Lantmäteriet, Sveriges ByggStig Dahlin industrier, Svensk Energi, Svensk Teknik och Design, VVS Företachefredaktör gen samt Vägverket, medverkar vid dessa arrangemang.

Tillsammans når vi fler menar Solveig Larsen som är ansvarig för kompetensförsörjning och kommunikation vid VVS Företagen. Nätverket vill visa ungdomar hur många spännande uppdrag som väntar efter en utbildning till exempelvis högskole-/civilingenjör, arkitekt eller VVS-tekniker.

Samtliga intresseorganisationers medlemsföretag, samt ett antal av nätverkets organisationer, strävar dessutom aktivt efter att vara attraktiva arbetsgivare och kunna möta ungdomars höga förväntningar.

Inom det begåvade samarbetet nätverket Samhällsbyggarna betonas att rekryteringsbasen också måste breddas. Därför är det mycket viktigt att fler unga kvinnor och även ungdomar med varierande bakgrund hittar till dessa spännande utbildningar.

––––––––––––––––––––––––––– Nr 1 v 3 Nr 5 v 32 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 2 v 9 Nr 6 v 37 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 3 v 14 Nr 7 v 42 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 4 v 20 Nr 8 v 47 –––––––––––––––––––––––––––

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

N u m m e r 1 • 2 010 Januari Å r g å n g 10 2 TS-kontrollerad fackpressupplaga 2009: 6 800 ex Medlem av

Helårsprenumeration, 2010: 373 kr + moms Bankgiro 734-5531 Lösnummerpris 55 kronor

5

Allt du behöver se.

Alla du vill träffa.

Design Funktion Säkerhet Fräsch och smart design som framhäver inredningen i allmänna byggnader,

Nordbygg 2010 blir en mäktig och inspirerande uppvisning. Bygg smartare och mer kostnadseffektivt.

Se nyheterna, idéerna och lösningarna för framtiden.

shoppingcentra eller privata bostäder.

• Allt inom byggmaterial • Effektivare byggprocess • Handelverktyg • Personlig utrustning • Byggmaskiner & utrustning • Årets materialnyheter

fokus Stort arta ljösm på mi gar & lösnin are iv effekt ess roc byggp

Tel: 0290-295 50

www.cibeslift.com

ingår i SP-koncernen

• Allt inom VVS • Energieffektivisering

Välkommen till

• Renovera energismart

CBIs informationsdag 18 mars 2010

• Materialverkstan – framtidens byggmaterial • Seminarier och mycket annat

Citykonferensen, Stockholm

Tema: Gröna skott inom betongoch bergsektorerna Förmiddag – två parallella seminarier

– Modern betongs krympning – Innovativt betongbyggande för ökad tillväxt Korta inlägg och utrymme för diskussion. Är Du intresserad av att presentera ett inlägg under något av seminarierna kontakta CBI före 12 februari.

Eftermiddag

Föredrag med betoning på energi, miljö och hållbarhet Kvällsprogram

På CBI med buffé och mingel.

6

Fribiljett (värde 200:-) på hemsidan. Ange kod: 0540

Mer information på www.cbi.se

www.nordbygg.se

CBI Betonginstitutet 010-516 68 00 cbi@cbi.se

Bygg & teknik 1/10

bygg_teknik_5_2009_sv_byggtjanst.indd 2 Bygg & teknik 1/10

7

2009-07-08 09:54:20

Förvärvar Råsunda Fotbollsstadion

Fabege och Peab har tecknat avtal med Svenska Fotbollförbundet om att förvärva Råsunda Fotbollsstadion i Solna. Förvärvet innefattar även befintliga kontorsbyggnader. Avsikten med förvärvet är att utveckla nya bostäder och kontor.

Den preliminära köpeskillingen för samtliga befintliga byggnader och utvecklade byggrätter uppgår enligt uppgift för närvarande till totalt 490 miljoner kronor, men kommer slutligen att avgöras beroende på detaljplanens omfattning.

Tillträde sker när detaljplanen är fastställd.

Råsundastadions verksamhet flyttas över så snart den nya nationalarenan för fotboll, är färdigställd, vilket beräknas ske under senare delen av 2012.

Bygger hotell på Arlanda

NCC Construction Sverige har fått i uppdrag att uppföra Clarion Hotel på Stockholm-Arlanda Airport. Uppdragsgivare och fastighetsägare är statliga Luftfartsverket, LFV, och hotellet ska drivas av Choice Hotels Scandinavia AS. Projektet genomförs som partnering och ordervärdet uppges var cirka 545 miljoner kronor.

Det nya hotellet, som är ritat av Aros Arkitekter, får 400 rum och kommer att bli ett förstklassigt affärshotell med ett tydligt och exklusivt formspråk.

– Nu kan Stockholm Airport City fortsätta att utvecklas positivt, trots det rådande konjunkturläget. Clarion Hotel Arlanda kommer att förbättra servicen för resenärer och näringsliv i regionen, säger Stefan Stenberg, chef för LFV:s fastighetsutveckling på Arlanda.

Hotellet etableras invid flygledartornet och länkas samman med Sky City och flygterminalerna.

Projekteringen startar nu i början av januari 2010 och de första markarbetena startar i augusti i år. Hotellet ska stå klart i november 2012. Bygget kommer enligt uppgift att i snitt sysselsätta 150 personer.

Partnering är en strukturerad samarbetsform där byggherren, konsulter och entreprenörer gemensamt löser en bygguppgift. Metoden baseras på ett öppet och förtroendefullt samarbete, där parternas yrkeskunskaper kompletterar varandra genom projektets alla skeden.

Godkända förskolor

Tre av Telge Fastigheters förskolor – Hölö, Kaxberg och Ljungbacken, som alla byggts med tanke på att minimera både energiförbrukningen och klimatpåverkan – har godkänts som GreenBuildings av EU. – För att bli en GreenBuilding-partner krävs att byggnaderna förbrukar 25 procent mindre energi än normen. Och det klarar vi med marginal. Våra nya förskolor förbrukar 30 procent mindre, säger Liselott Nilsson, v d Telge Fastigheter.

EU:s GreenBuilding-program togs fram efter det förra stora klimatmötet i Kyoto 2005.

Fastigheter och byggnader står för 40 procent av Europas energiförbrukning och det finns därför stora vinster att göra om nybyggnad och renovering görs med tanke på miljön och klimatet.

– Vi har beslutat att all nyproduktion ska kunna godkännas som GreenBuildings. Att nya fastigheter är miljövänliga är en del av Telges miljömål och vi började med förskolorna i Hölö, Kaxberg och Ljungbacken, säger Taina Sunnarborg, projektchef på Telge Fastigheter.

Idag finns enligt uppgift GreenBuildings i 30 av Sveriges 290 kommuner och Telge Fastigheter är det enda fastighetsbolaget i Söder-

tälje som godkänts som partner. I Sverige finns det idag 132 godkända fastigheter och i Europa börjar antalet närma sig 300.

Telge Fastigheter kommer under 2010 att skicka in ansökan för minst tre äldre fastigheter som har genomgått renovering för att bli mer energieffektiva och nu klarar EU:s krav för GreenBuildings.

Prisbelönt ung geotekniker

Young Member Award 2009, som delas ut av International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE), har tilldelats teknologie doktor Anders Kullingsjö, Skanska Sverige AB i Göteborg.

Anders Kullingsjö, som är född 1974, mottog sitt pris i höstas vid organisationens internationella geoteknikkonferens i Alexandria, Egypten. Det prestigefyllda priset fick han för sina forskningsinsatser i ett projekt som behandlat olika metoder för att Anders Kullingsjö förutsäga jordrörelserna i anslutning till djupa schakter i lös lera samt vilka jordtryck som förväntas belasta tillfälliga stödkonstruktioner. I projektet har en översyn gjorts av viktiga jordegenskaper för beräkning av deformationer och jordtryck samt tillgängliga empiriska metoder för uppskattning av marksättningar. Olika klassiska sätt att beräkna jordtryck och olika jordmodelleringsmetoder med fokus på elasto-plasticitet har presenterat i projektets litteraturstudie. Omfattande fältmätningar av omgivningspåverkan har, i projektet, genomförts vid temporära schakter i samband med byggandet av Götaälvtunneln i centrala Göteborg.

Anders Kullingsjös avhandling som således ligger till grund för priset heter Effects of deep excavations in soft clay on the immediate surrondings – Analysis of the possibility to predict deformations and reactions against the retaining system, Chalmers tekniska högskola, Avdelningen för Bygg- och miljöteknik, Göteborg (2007).

500 lägenheter i produktion

8

Ett nytt förstklassigt affärshotell med 400 rum ska stå färdigt på Arlanda 2012.

Wallenstam startade nyligen med ett första spadtag byggandet av 59 energieffektiva lägenheter i Stärtered, Partille kommun. Spadtaget innebar att företaget nu för första gången har över 500 lägenheter i produktion samtidigt.

Nybyggnaden i Stärtered uppges vara energieffektiv. Energibehovet i fastigheterna kommer vara koldioxidneutralt tack vare energismart teknik och att övrigt värmebehov täcks av företagets egenproducerade vindkraftsel.

Lägenheterna beräknas vara klara för inflyttning i december 2010.

Bygg & teknik 1/10

byggnytt – Vi vill bidra till att det skapas fler hyreslägenheter i våra storstadsregioner och har som mål att bygga 2 500 lägenheter under tidsperioden 2008 till och med 2012. Hittills har vi färdigställt eller påbörjat nära 600 lägenheter under perioden, säger Hans Wallenstam, v d för Wallenstam AB. – Vi har 100 procent fokus på att minimera energiförbrukningen i alla våra nybyggnader.

Lägenheterna i Stärtered kommer att ha ett energibehov på 40 kWh per kvadratmeter, det är mer än en halvering av de krav som ställs i Boverkets regler för nybyggnad, säger Hans Wallenstam avslutningsvis.

Chalmersstudenter vann passivhustävling

Pristagarna Mikael Mangold och John Hemfridsson, Chalmers.

Passivhuscentrums förstapris för bästa magisteruppsats relaterad till energisnålt byggande gick 2009 till Chalmersstudenterna Mikael Mangold och John Hemfridsson. Deras examensarbete, kallat ”Genom jorden”, syftar till att få fram modeller som kan inspirera byggsektorn att skapa energieffektiva och kostnadseffektiva småhus. Juryns lyriska motivering löd bland annat: ”Mycket systematiskt och gediget arbete. Bra resonemang kring hållbarheten i att bygga småhus. Kan fungera som lärobok efter viss bearbetning.”

Under en högtidlig prisceremoni på Passivhuscentrum i Alingsås i slutet av förra året mottog de två vinnarna ett pris på 10 000 kronor.

Första spadtaget för Arenastaden i Solna

I början av december tog Kronprinsessan Victoria det första spadtaget för Arenastaden med Swedbank Arena. Ceremonin symboliserade starten för en ny stadsdel med citymiljö i Solna.

Det finns enligt uppgift egentligen inga motsvarigheter till Arenastaden i hela Skandinavien. Här byggs Swedbank Arena, Sveriges nya nationalarena för fotboll och andra stora evenemang. Hit ska världsartister inom sport och musik komma för att tävla om medaljer och publikens hjärtan. Även Skandinaviens största handels- och händelsecentrum samt stockholmsregionens högsta hotell, Quality Hotel Arenastaden, får sin plats här.

– Nu sätter arbetet i gång på allvar när Kronprinsessan Victoria tagit det första spadtaget för den nya stadsdelen Arenastaden i Solna. Första etappen i projektet är Swedbank Arena som beräknas stå färdig 2012. Detta innebär att projekt Arenastaden framskrider enligt planerna, säger Christian Alexandersson, v d för Arenastaden med Swedbank Arena.

I Arenastaden planeras en väl avvägd mix av arbetsplatser, bostäder, handel och kultur med naturliga mötesplatser och lugna oaser för rekreation. I kombination med goda kommunikationer och en genomgående miljöhänsyn ska förutsättningarna för en hållbar stadsutveckling finnas. En levande stadsdel i citymiljö som på många sätt väntas komma att ge eko in i framtiden.

Arenastadens geografiska placering uppges vara exceptionellt bra. Stadsdelen ligger strategiskt placerat vid en för pendeltåg utbyggd Solna station, den kommande tvärbanan, flertalet bussförbindelser och med omedelbar närhet till E4 och E18.

Ett första spadtag av Kronprinsessan Victoria, symboliserade starten för Arenastaden med Swedbank Arena – en ny stadsdel med citymiljö i Solna.

Bygg & teknik 1/10

Ny domstolsbyggnad i Jönköping

Skanska har fått partneringuppdraget att bygga en ny domstolsbyggnad i Jönköping. Kontraktet uppgår enligt uppgift till cirka 140 miljoner kronor och kund är Norrporten.

Domstolsverket kommer att samlokalisera Tingsrätten och den nya Förvaltningsrätten i byggnaden, som blir cirka 10 000 kvadratmeter fördelat på sex våningar samt ett garageplan.

Det nya tingshuset kommer att stå klart sommaren 2011. Projektet uppges komma att sysselsätta närmare 100 personer. − Vi är extra stolta att vi vunnit upphandlingen av det här projektet, inte bara på grund av vår erfarenhet av liknande projekt, utan också på grund av vår breda kompetens av partnering såväl som våra ambitiösa miljömål, säger Klas Heed, distriktschef, Skanska.

Inom kort kommer Skanska och Norrporten att träffas för att undersöka möjligheten till att miljöcertifiera den nya domstolsbyggnaden enligt det internationella certifieringssystemet LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), vilket handlar exempelvis om hur huset värms upp, hur och i vilken mängd vattnet används, vilket material som används och mycket annat.

Partnering innebär att beställare, entreprenör och konsulter jobbar tätt tillsammans i hela byggprocessen. Det vill säga redan från planeringsfasen, med gemensam målsättning och ekonomi, och med löpande gemensamma uppföljningar.

Under byggtiden kommer Skanska att arbeta utifrån konceptet Grön Arbetsplats, där bland annat belysning, uppvärmning och annan energianvändning anpassas för att vara så låg som möjligt. Dessutom ställs miljökrav på fordon och kemiska produkter, flaskvatten blir kranvatten och mycket annat.

Fler hyresrätter i Västra Hamnen

HSB Malmös styrelse har beslutat att köpa ytterligare mark för att bygga bostäder i kvarteret Fullriggaren i Västra Hamnen. De 75 planerade bostäderna ska i första hand bli hyresrätter, och byggstart planeras till slutet av 2010.

– Eftersom vi vill kunna erbjuda människor i Malmö olika boendemöjligheter känns det extra bra att vi planerar just hyresrätter i Västra Hamnen, säger Michael Carlsson, v d på HSB Malmö.

Totalt planerar HSB just nu för byggstart av över 200 bostäder i Malmö med omnejd.

Vid Bulltoftas rekreationsområde pågår försäljningen av 65 lägenheter i bostadsrättsföreningen Draken, och vid Kalkbrottet Limhamn planeras 34 hyresrätter vid sidan av HSB Malmös bostadsrättsförening Akvamarinen, där försäljningen av 47 lägenheter redan pågår för fullt. Dessutom har försäljningen av den första etappen i Bruksparken vid Hököpinge, bestående av nio radhus, precis påbörjats.

9

Etablerar sig i Sverige

Kingspan Panels, med säte i Storbritannien, är enligt uppgift en av världens största producenter av sandwichpaneler av typen plåt-isolering-plåt. Panelerna är isolerade med PIR-cellplast (Polyisocyanurat). Panelerna finns för både ytter- och innerväggar samt ytter- och innertak och de uppges passa på de flesta typer av byggnader.

Det speciella med PIR uppges vara att det är en brandklassad cellplastisolering. U-värdet på en 100 mm panel ligger på 0,20 W/m2K och brandklassen är EI30. En 175 mm panel har ett U-värde på 0,11 W/m2K och en brandklassificering på EI60. Tack vare den helt slutna cellstrukturen ska materialet vara fullständigt okänslig för fukt och bibehålla sin isoleringsförmåga år efter år.

Panelerna, som marknadsförs av Kingspan Sverige i Göteborg, kan tillverkas i en mängd olika bredder (600, 900, 1 000, 1 100 och 1 200 mm), färger och med olika profileringar.

Produktprogrammet består dessutom av hörnpaneler, böjda paneler, paneler med integrerade solceller med mera. Företagets AWP-serie kan även kompletteras med terrakotta-, trä, glas- eller stenplattor för en ännu mera uttrycksfull fasad.

Effektivt spikskydd

I Norge och andra europeiska länder är det vanligt med gasuppvärmning, där gasledningar tillsammans med el- och vattenledningar finns i väggarna. För till exempel inredningssnickare kan det vara svårt att veta exakt var dessa rör går när väggar har satts upp och målats. Detta innebär en överhängande fara för att rör skadas

10

och läcker gas eller vatten, vilket kan kosta mycket pengar i sanering och förseningar.

Lesjöfors har i samarbete med den norske snickaren Geir Magnar Skjold utvecklat ett spikskydd, som innebär att de känsliga rören skyddas på utsatta ställen av ett härdat stålmaterial. Stålmaterialet i spikskyddet är bara en millimeter tjockt och står emot upp till fyrtums spikar från spikpistol. Även Uponor, en av Europas största leverantörer av material till VVS- och snickeribranschen, har varit delaktiga i utvecklingsprocessen. Spikskyddet finns nu i företagets ordinarie sortiment.

– Spikskyddet är en mycket effektiv produkt som utvecklats i nära samarbete med branschen, vilket säkerställer en mycket hög kvalitet och användarvänlighet, säger Göran Andersen, produktansvarig för spikskyddet på Lesjöfors Industrifjädrar i Vällingby.

bilitet och skydd. De finns i två material.

CoolMax som ska ge torra och svala fötter.

WoolFusion ger enligt uppgift behaglig temperatur och håller fötterna torra. Den naturliga antibakteriella behandlingen håller strumpan fräsch.

Den höga strumpan erbjuder även en förstärkning vid smalbenet, en klar fördel för alla som går i kängor som kan skava mot smalbenet. Strumpan finns i ett behagligt material, WoolFusion.

Brandsäker takfotsventil

Smarta strumpor

Snickers Workwear lanserar en ny strumpkollektion. Den består av fyra modeller som uppges erbjuda maximal komfort med tekniska innovationer. Strumporna finns i tre längder och två material.

– Strumporna är ett viktigt klädesplagg, tyvärr glömmer många bort dem. Våra nylanserade strumpor har optimal passform och god ventilation så att de håller sig torra hela dagen.

De ger också extra skydd, stöd och fjädring där det behövs, säger Björn Kronke, produktchef på Snickers Workwear.

Strumporna, som finns i storlekarna, 37/39 till 46/48, är höger- och vänsterstickade för att inte vecka sig vid tårna. Vid hålfoten finns en ribbstickning som ska ge optimal passform.

Strumporna är förstärkta i häl och tå, där de slits som mest. Hela sulan på strumpan är tjock och fjädrande för att skona knäna. Den har även kanaler som är fukttransporterande.

Den låga strumpan finns i det svala materialet Coolmax som uppges ge torra och svala fötter hela arbetsdagen.

De mellanhöga strumporna är extra tjocka vid hälsena och fotknölar, för att ge extra sta-

Firebreather-teknologin är enligt uppgift ett unikt koncept för utveckling av passiva ventilationsgaller och luftventiler som har den unika egenskapen att de blockerar spridning av flammor, värme och gnistor med ögonblicklig verkan vid ett brandtillbud.

Teknologin är patenterad i Norge och uppfinningen uppges vara den första som möjliggör ett momentant och tidsoberoende brandklassat stopp i ett ventilerat element utan att detta innebär rörliga delar, detektorer, kablage eller aktivering.

Brandmotståndet kan uppgå till flera timmar (beroende av ventilationsgallrets dimensioner). Teknologin löser därmed på ett elegant sätt problem som det tidigare inte har existerat några bra lösningar för.

– Teknologin kan användas i många olika produktapplikationer med varierande användningsområden. Med utgångspunkt i den patenterade teknologin kommer det att utvecklas anpassade lösningar för bland annat brandsäker ventilering i byggnader, säger Erik Wahlström, Eld & Vatten Sverige i Stenungsund.

Det unika med ventilen är enligt uppgift kombinationen flamhindrande element som fungerar från första millisekund, ett värmeabsorberande och värmeackumulerande element som förlänger flamstoppseffekten i upp till fem minuter, ett termiskt brott som förhindrar att ventilen blir så varm på den skyddade sidan att den kan antända något och ett galler av intumescentmassa som stänger ventilen fullständigt för brandspridning inom ett par minuter.

Bygg & teknik 1/10

produktnytt Kombinationen av principerna uppges göra att ventilen hindrar brandspridning från första millisekund och upp till flera timmar.

Passform och fingertoppskänsla

Trendigt men ändå traditionellt. Dessa ord uppges beskriva nya Linnea Dwell Collection.

Kollektionen består av två golv: Gotham; med mönster liknande industriparkett, och Loft; en variant på klassiskt holländskt mönster populärt under 1950-talet (se bilden ovan). Golven, som likt alla Linneagolv är 7 mm fanérgolv, finns i både ek och valnöt samtliga med mattlackad yta. Lanseringen av Linnea Dwell Collection sker nu under vintern 2009 med start i Sverige, Finland och Ryssland.

Linnea uppges vara ett av de hårdaste golven i företagets produktportfölj, ämnade främst för privata hem. Golven kombinerar enligt uppgift attraktivt utseende, enkel installation och låg bygghöjd tack vare sin ringa tjocklek.

Bryter ner smittbärande bakterier

Handskleverantören Guide, som ingår i Skydda PPE AB i Ulricehamn, lanserar just nu två nya arbetshandskar för framför allt bygg-, lager och monteringsarbete.

Guide 580 och 582 är en sval, komfortabel och smidig arbetshandske. Den sömlösa stickningen i nylon uppges ge hög passform och fingertoppskänsla. Nitrildoppningen på handskens undersida ska ge hög slitstyrka och ett grepp som är fast utan att för den delen riskera att fastna i verktyget.

– På 582:an finns dessutom ett förstärkningsmönster som ger en extremt hög slitstyrka, säger Roger Rasmussen, divisionschef på Guide.

Spännande mönster

Mönstergolv blir allt mer populärt, både i privata hem och i offentliga miljöer. En anledning är golvens förmåga att ge värme och liv till en modern, minimalistisk inredning. För att möta efterfrågan lanserar Kährs i Nybro nu en ny kollektion.

Bygg & teknik 1/10

Låstillverkaren Assa har i samarbete med Polygiene tagit fram dörrhandtag som effektivt bryter ned bakterier. Dörrhandtagen har enligt uppgift marknadens första antibakteriella ytbehandling med en metallisk slitstark yta – Addion. Den uppges bryta ned bakterier betydligt snabbare än andra ytbehandlingar såsom nickel, krom, mässing och rostfritt.

Under de senaste tio åren har det blivit allt vanligare med fall av bakterier som inte kan bekämpas med antibiotika. Studier visar att multiresistenta bakterier sprids främst via händer och kontaktytor. Mot den bakgrunden bestämde man sig för att ta fram det nya dörrhandtaget.

Det nya dörrhandtagets egenskaper att bryta ner bakterier i kombination med enastående prestanda mot slitage och nötning uppges kunna bidra till ett långsiktigt antibakteriellt skydd och minskad risk för smittspridning.

nu befintliga plattformar med hjälp av Finjas nya konstruktion på flera stationer i Skåne.

Till Banverkets projekt ”50-11!” har Finja Prefab varit med och utvecklat en helt ny plattformskonstruktion i prefabricerad betong som uppges revolutionera anläggningsbyggandet. Den nya konstruktionen är anpassad till dagens krav och är enligt uppgift både billigare och enklare att bygga än tidigare.

Byggmetoden uppges även ge stora fördelar säkerhetsmässigt och miljömässigt.

– Kostnaden för de nya plattformarna är tjugo procent lägre än traditionella plattformar och störningarna i tågtrafiken under själva byggtiden är mindre än hälften jämfört med tidigare, säger Gull-Britt Jonasson, v d på Finja AB. Under sommaren och hösten 2009 har företaget levererat plattformsförlängningar till stationerna i Båstad, Kattarp och Stångby. Nyligen erhöll företaget ytterligare en order till Höörs station som omfattar cirka 220 löpmeter.

Lätt golv- och bjälklagsfyllning

Plattformar för tågstationer

Tågresandet ökar för varje år och i väntan på att bygga fler spår är lösningen att köra längre tåg. Av den anledningen förlänger Banverket

Nordic Thermosilit AB i Krylbo lanserar nu Nordic Lättfyll 300, en produkt som består av Thermosilit och cement. Produkten ska användas som golv- och bjälklagsfyllning och är en oorganiskt fyllnadsmassa som enligt uppgift utmärks av låg densitet (cirka 360 kg per kubikmeter), högt isolervärde (0,07 W/m2K) och snabb torktid.

Produktens fina egenskaper får den enligt uppgift tack vare sitt innehåll av Thermosilit, som är en expanderad kiselsand. Kiselsanden expanderas, genom en enkel process, till att mer än tredubbla sin storlek och förvandlas från kompakta sandkorn till små sammanhängande luftfyllda blåsor. Blåsornas storlek är 0,5 till 3 mm och ytan är så tunn att luft och vattenånga kan diffundera genom dem.

Den expanderade kiselsanden uppges vara miljövänlig både under sin egen tillverkningprocess och när den senare helt kan återgå till naturens kretslopp.

11

Miljöanpassad pål- och spontdrivning i tätbebyggt område – etapp 2 En genomgående tendens i dagens byggande är ökade krav på kvalitet, kortare byggtid och minskad omgivningspåverkan. Dessutom går byggandet idag mer och mer emot att vi bygger i tätbebyggda områden, ofta nära befintliga konstruktioner.

I dagsläget händer det ofta att arbeten måste avbrytas på grund av att gränsvärden gällande vibrationer, sättningar eller buller överskrids. Kostnaderna förknippade med skador uppkomna på grund av omgivningspåverkan är ofta mycket höga. Med hjälp av framtagandet av en verklighetsanpassad modell ska vibrationer, sättningar och buller uppkomna vid pål- och spontdrivning kunna uppskattas med god noggrannhet, vilket leder till att åtgärder vidtas redan under projekteringen för att förhindra att gränsvärden överskrids i byggskedet.

Denna artikel beskriver den forskning och det utvecklingsarbete som bedrivs vid Kungliga Tekniska högskolan (KTH) – Jord och bergmekanik och som syftar till att miljöanpassa pål- och spontdrivning i tätbebyggt område. Målet med arbetet är att minimera skadekostnaden i samband med pålning och spontning i tätbebyggt område med hjälp av framtagandet av en modell för prognostisering av markvibrationer. Forskningen finansieras av Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond (SBUF) och NCC. Förhoppningen är att även Vägverket, Banverket och andra byggherrar kommer att medverka i forskningsoch utvecklingsarbetet i framtiden.

På KTH har tidigare forskning bedrivits inom området markvibrationer och omgivningspåverkan, bland annat Massarsch (1984), Massarsch (1992), Hintze (1994), Hintze (2004), Viking (2002), Viking et al (2001) samt Viking 12

(2005a). Det nyuppstartade forskningsarbetet bygger vidare på dessa värdefulla erfarenheter. Denna etapp 2 kommer till stor del att bygga på den forskningsplattform och de erfarenheter som behandlade vibrotekniken vid drivning av spont, som resulterade i en doktorsavhandling inom ämnet ”Slagna och vibrodrivna sponter”, se Viking (2002).

Målgruppen för forskningsprojektet är entreprenörer och byggherrar (Vägverket, Banverket, bostadsbolag etcetera) verksamma i storstadsregioner och tätorter, både i Sverige och utomlands. Projektets mål är att öka förståelsen och stärka kompetensen inom området omgivningspåverkan vid slagning och vibrodrivning av pålar och sponter. Förhoppningsvis leder det till att pålar och sponter fortsatt kan användas inom tätbebyggda områden, där kraven på omgivningspåverkan blir allt hårdare. Nya krav inom EU på omgivningspåverkan kommer också att påverka

Artikelförfattare är Fanny Deckner och Staffan Hintze, NCC/KTHJord och bergmekanik, samt Kenneth Viking, NCC. pål- och spontningsarbeten i framtiden.

För svenska pål- och spontentreprenörer innebär detta en ökad användning av vibreringsteknik i stället för den konventionella fallhejartekniken för en mer gynnsam och miljöanpassad drivning av spont och pålar.

Doktorand i projektet är Fanny Deckner vid NCC Teknik. Huvudhandledare är Staffan Hintze vid NCC FoU/KTH – Jord och Bergmekanik och seniorforskare/handledare är Kenneth Viking vid NCC Teknik.

Omgivningspåverkan består av olika delar

Pålning och spontning orsakar vibrationer som kan ge skador i omgivande konstruktioner. Bilden visar installation av stålpålar.

FOTO: FANNY DECKNER, NCC TEKNIK

All spontning och pålning påverkar omgivningen på ett eller annat sätt.

Detta gäller såväl påverkan på angränsande byggnader, gator och markförlagda ledningar, som störningar på utrustning, anläggningsinstallationer och inte minst för enskilda människor, se Hintze et al (1997).

Kvalitets- och miljöfelen uppgår till betydande belopp för svenskt byggande. En sammanställning visar att ungefär sex procent av kostnaden för svenskt byggande är relaterat till kostnader för att åtgärda misstag i projektering och utförandet. Kostnaderna för de skador som uppstår i anläggnings- och byggBygg & teknik 1/10

nadsverksamhet på grund av bristande hänsyn till geoteknik uppskattas överstiga 3,5 á 4,0 miljarder kronor årligen. En betydande del av kostnaden kan kopplas till omgivningspåverkan på grund av pålning och spontning. För en mer noggrann beskrivning hänvisas till Hintze (1994) och Hintze (2004).

Forskningsarbetet kommer att fokusera på omgivningspåverkan i form av vibrationer, men också sättningar och buller kommer att behandlas. Omgivningspåverkan består i huvudsak av följande delar: Vibrationer. Detta uppkommer i marken både vid slagning och vid vibrodrivning av pålar och sponter. Vibrationer kan upplevas som ett problem dels som kännbara skakningar och markrörelser och dels kan det ge upphov till skador på närliggande konstruktioner. Vibrationer som uppstår i samband med pålning och spontning kan försämra boendemiljön.

Påkänningar i byggnader som framkallas av pål- och spontslagning är normalt inte så stora att dessa ensamma orsakar skador. Under ogynnsamma förhållanden kan dock vibrationer, i kombination med andra faktorer, initiera sprickbildning och orsaka skador.

Sättningar. Detta uppkommer vid påloch spontdrivning på grund av markvibrationer som i sin tur skapar omlagringar i jordstrukturen, vilket ger en packning av materialet. Sättningar kan ge upphov till skador såsom sprickor i byggnader och andra konstruktioner såväl som estetiska problem.

Buller. Obehagliga ljud uppkommer på flera olika sätt vid pål- och spontdrivning. Dels kan vibrationerna gå upp i byggnader och skapa stomljud. Dels ger själva installationen upphov till buller.

Bland allmänheten är oftast de vanligaste orosmolnen buller och luftföroreningar vid spont- och pålinstallationer, dessa är dock relativt lätta att minska eller styra. Vibrationerna som uppstår är å andra sidan både svåra att bestämma i för-

väg och kostnadskrävande att minimera. I avsaknad av tilltro till hur bedömning av markvibrationer går till, känner sig myndigheter ofta tvingade att sätta upp restriktioner för användandet av pålar och sponter i tätbebyggda områden, se Massarsch & Fellenius (2008).

Beräkningar av markvibrationer baseras i dagsläget ofta på grova, empiriska uttryck utvecklade för mer än 30 år sedan.

Massarsch & Fellenius (2008) har visat att det energibaserade, empiriska arbetssättet som i dagsläget används är alltför grovt för att göra pålitliga analyser av markvibrationer och kan i vissa fall vara helt missvisande. Det har visats att befintliga modeller ger grova uppskattningar, som ignorerar influenser av platsens geotekniska förhållande och försummar det faktum att det är det hastighetsberoende motståndet mellan påle och jord som är källan till markvibrationerna. Att analysera storlek och utbredning av denna miljöpåverkan har väsentlig betydelse för att minska skadekostnaden på grund av omgivningspåverkan.

Förståelsen för hur vibrationer överförs från hejare till byggnad ska öka

Trots att man i många länder har börjat tillämpa restriktiva vibrationskrav vid spontning och pålning är de faktorer som påverkar vibrationers uppkomst och utbredning i jorden ofta i hög grad okända.

Många gånger baseras riskanalyser på empiriska samband och förenklade antaganden. Därför är det inte förvånande att tillförlitligheten för dessa analyser ofta är låg. I vissa fall överraskas man därför av oväntade vibrationsskador medan i andra fall tillämpas restriktioner som leder till ineffektiva och kostsamma grundläggningsarbeten.

En viktig del i forskningsarbetet är att öka förståelsen för hur vibrationer överförs från hejaren till byggnaden. Förståelsen ligger bland annat i att undersöka hur vibrationer överförs mellan olika material. När hammaren på pålkranen träffar

Figur 1: Schematisk bild av energi/kraftöverföring från hejare till omgivande konstruktion, efter Hintze et al (1997).

Bygg & teknik 1/10

pålhuvudet byggs en spänningsvåg (eller töjningsvåg) upp, det vill säga en vibration, som utbreds med viss frekvens och amplitud ner längs pålen, in i jorden och in under och i närliggande konstruktioner.

Om inte hela vibrationskedjan tas hänsyn till är det inte möjligt att till fullo förstå orsaken till markvibrationsproblemet, se Massarsch & Fellenius (2008). Det är av yttersta vikt att förstå hur vibrationsöverföringen går till för att hitta skillnader mellan exempelvis olika typer av pålar och sponter och olika typer av jordar. Vidare gäller det att förstå hur markvibrationerna i sin tur ger upphov till sättningar och buller.

Det finns ett flertal olika faktorer som är av betydelse för vibrationsproblem vid pål- och spontdrivningsarbeten. Problematiken presenteras på ett förenklat sätt för att åskådliggöra samverkande faktorer. Figur 1 visar en schematisk bild över de fem problemområden som måste beaktas: ● Överföring av energi/kraft mellan hejare/vibro och påle/spont ● Överföring av energi/kraft mellan påle/spont och jord ● Vibrationstransport i jorden ● Vibrationsöverföring/samverkan mellan jorden och konstruktionen ● Vibrationsförstärkning i konstruktionen.

Förvånansvärt få publikationer har på ett vetenskapligt sätt berört vibrationer till följd av påldrivning som ett dynamiskt påle-jord interaktionsproblem. Vid uppskattning av vibrationer orsakade av påldrivning har de flesta utredningar fokuserats på genererandet av energi från slaget av hammaren samt vågutbredningen i jorden, se Massarsch & Fellenius (2008).

Påverkan på omgivande konstruktioner

En del av forskningsprojektet ska omfatta en analys av vad omgivningspåverkan ger för konsekvens på angränsande byggnader/konstruktioner, se Hintze & Viking (2007). Det är i huvudsak tre aspekter som bör beaktas när man bedömer omgivningspåverkan: ● Estetiska och komfortmässiga ● Användbarhet och funktionella ● Stabilitet och konstruktiva.

Byggnader och konstruktioner påverkas olika beroende på störkälla och typ av störning. Likaså är samverkan mellan olika delar såsom byggnad, grundkonstruktion och undergrund av väsentlig betydelse. Denna samverkan är dock i allmänhet svår att beskriva rent analytiskt. Vibrationer kan skapa resonanseffekter i byggnader som måste undersökas och analyseras, se figur 2 på nästa sida.

Storleken på vibrationerna för ett visst projekt kan mätas ganska bra i fält, men förutsägelsen av effekten på byggnaden är osäker. Varje pål- och spontprojekt är 13

ledning, så kallad kappa. Artiklarna kommer i sin tur att publiceras i geotekniska artiklar och olika vetenskapliga tidskrifter under projektets gång.

Tidigare framtagna teorier ska testas i verkliga projekt

Figur 2: Vibrationers påverkan på konstruktioner kan skapa resonanseffekter, efter Massarsch (1992).

Figur 3: Omgivningspåverkande faktorer vid pålning, efter Head & Jardine (1992).

därför en unik kombination av process och grundförutsättningar. Varje närliggande konstruktion har sina egna speciella egenskaper som måste beaktas i varje enskilt fall. Detta har bland annat behandlats av Head & Jardine (1992). Figur 3 visar omgivningsinverkande faktorer vid pålning.

Forsknings- och utvecklingsarbetet på KTH byggs upp i fyra faser

För att uppnå målet med forskningsarbetet planeras arbetet enligt fyra faser: ● Fas 1 – Litterturstudie Vad finns det för kunskaper inom området för närvarande? Vilka metoder används för att uppskatta omgivningspåverkan vid pålning och spontning i dagsläget?

14

Fas 2 – Fältstudier Inledande försök och mätningar utförs antingen i ett verkligt projekt eller på ett testområde. Resultaten utvärderas och sammanställs i en rapport. ● Fas 3 – Teoriutveckling och numeriska beräkningar Utgående från tidigare teorier, egen teoriutveckling samt numeriska beräkningar utvecklas en modell för att utvärdera och förutspå omgivningspåverkan i projekt. ● Fas 4 – Verifiering och implementering av metoden i verkliga projekt Den framtagna modellen testas och eventuellt revideras genom jämförelse av modellen och uppmätta resultat.

Avhandlingen kommer i slutändan att bestå av artiklar med en summerande in●

Fortsatt forskning i denna etapp 2 ska arbeta vidare med framtagna teorier och samband från etapp 1 och testa dessa i verkligheten för att sedan utnyttjas för praktisk användning. Genom utveckling och testning av teorierna kommer miljöoch skadepåverkan bättre kunna uppskattas. Detta innebär att man kan optimera spont- och pålinstallation med avseende på omgivningspåverkan och styra drivningsprocessen mot ett skonsamt utförande för olika geologiska förhållanden.

Trots det stora användandet av slagna pålar och sponter och den ökande medvetenheten hos allmänhet och myndigheter om miljöproblem och omgivningspåverkan, har ytterst små framsteg gjorts gällande förståelsen för markvibrationsproblem orsakade av pålslagning. Fallstudier dokumenterande stötvågsmätning i kombination med mätningar av markvibrationer på olika avstånd från en slagen påle skulle ge värdefull information, som skulle underlätta bedömandet av hur vibrationsenergi överförs från hammaren, längs med manteln, till pålspetsen och vidare till omgivande jordlager, se Massarsch & Fellenius (2008).

Utvecklingen av fältinstrument och elektroniska datasamlingssystem har gjort det möjligt att övervaka och dokumentera inte bara pålnedträngningens motstånd och hastighet utan även den dynamiska responsen från jorden och omgivande byggnader. Det största hindret i dagsläget är avsaknaden av hur resultat från vibrationsmätningar ska tolkas. Stora framsteg har gjorts med avseende på bestämmandet av dynamiska jordparametrar från seismiska fält- och laboratorietester, främst utvecklade för jordbävningar och maskinfundament, men som också kan appliceras för analys av vibrationer från påldrivning. Tidigare mätning och analysering av dynamisk vågutbredning i pålar under pålslagning ska utnyttjas i projektet. Stötvågsmätningar i kombination med markvibrationsmätningar kan ge kvantitativ information rörande överföringen av vibrationer under pålnedträngning. Enkla stötvågsmätningar kan ge värdefull insikt i storleken och fördelningen av det dynamiska jordmotståndet och vibrationsöverföringen längs med manteln och vid pålspetsen, se Massarsch & Fellenius (2008).

Genom verifiering av de teoretiska modellerna med verkligheten är förhoppningen att kunna använda modellerna inför de pågående och kommande infrastrukturprojekten, där det ingår omfattande spontnings- och pålningsarbeten, exempelvis Citybanan i Stockholm, Norra Länken i Stockholm och Förbifart StockBygg & teknik 1/10

Bygg & teknik 1/10

15

holm. Figur 4 visar ett exempel från påldrivning där omgivningen kräver ökade miljökrav.

ning är att man inte tagit hänsyn till skillnaden i verkningssätt mellan en konventionell fallhejare och modern vibroutrustning.

Vid användning av konventioVibrotekniken används nella fallhejare för att driva spont vanligen vid tätortsska vid varje slag spontens trögförhållanden hetskraft och jordens statiska initialmotstånd övervinnas. Vid vibI de infrastrukturprojekt som utrering är sponten fast kopplad till förs idag i tätortsförhållanden vibratorn. Sponten befinner sig används vanligen moderna, hydsåledes hela tiden i en vertikalt rauliska vibratorer för vibroinupp- och nedåtgående svängstallation av spont och pålar. Den ningsrörelse, det vill säga sponhuvudsakliga anledningen är ten befinner sig hela tiden i kombinationen av minskade in”drivningsskedet” där jordens stallationskostnader och samhälstatiska initialmotstånd redan har lets ökande krav på minskade övervunnits. Detta faktum föranvibrations- och bullerstörningar i leder den gynnsamma reducesamband med spontarbeten i ringen av mantelmotståndet. känslig innerstadsmiljö.

Spontens spets däremot lämnar I samband med användningen under en del av varje lastcykel av vibreringstekniken som inkontakten med jorden under stallationsmetod av spont, ställs spetsen. Den underliggande joringenjören inför två huvudsakliden utsätts för en cykliskt ga problem; uppskattningen av återkommande förskjutning/undrivbarheten samt förväntad omdanträngning i samband med givningspåverkan. spontspetsens kontinuerliga uppEn komplex samverkan meloch nedåtgående rörelse. lan vibrator, spont och omgiProblemet med att prediktera vande jord. En bättre uppskattvibrodrivbarheten ligger i svårigning av såväl drivbarhet som förheten att beskriva/uppskatta det väntad omgivningspåverkan utFigur 4: Ökade miljökrav medför ökade åtgärder, bilden dynamiska jordmotståndet längs går från en förståelse av den visar konventionell drivning av kombipåle med spontens mantelarea, Rs, och komplexa samverkan mellan viblerproppsdragning i Uppsala. spets, Rt, samt den friktionskraft rator, spont och omgivande jord.

FOTO: KENNETH VIKING, NCC TEKNIK som genereras i profilens lås, Rc. I Med vibrodrivbarhet menas hur lätt/ svårt det är att driva ned sponten ningsmodeller saknas för uppskattning av dagsläget existerar ingen bedömning av till önskat djup och redovisas vanligtvis i det dynamiska jordmotståndet, vilket är friktionskraften, Rc, i spontlåset, men det form av en (vp-z)-kurva, redovisande has- en konsekvens av bristande förståelse av är väl känt att friktionskraften är av avgötigheten, vp (mm/s), med avseende på pe- vad som sker i jorden intill en vibroinstal- rande betydelse med hänsyn till både drivnetrationsdjupet, z (m), se figur 5. Ett lerad påle/ spont. En annan viktig anled- barhet och omgivningspåverkan. Erfarenheter visar, se Viking (2002) och annat sätt att redovisa/dokumenViking (2005a), att vertikalt getera vibrodrivbarhet är att plotta nererade markvibrationer kan bli drivtiden, t, med avseende på petre till fem gånger så stora vid netrationsdjupet, z, i form av en jämförelse med eller utan inver(z-t)-kurva (se figur 5). kan av friktionskraften, Rc, i nya En enkel uppskattning av vibspontlås. rodrivbarheten för spont baserar Installationen är ett komplisig på relationen mellan; drivcerat händelseförlopp. Installakraft (Fo + ηFd) överförd till tion av spont med vibroutrustsponthuvudet med beaktandet av ning är ett komplicerat händelseverkningsgrad, η, dynamiskt förlopp som rör sig i både tid och jordmotstånd vid spets, Rt, och rum. Betraktelsen av händelselängs spontplankans mantelarea, förloppet förenklas avsevärt om Rs, samt den friktionskraft som man kan tillåta sig att betrakta uppkommer i spontlås, Rc, vilket vibrosystemets mekanik som om kan tecknas av följande uttryck: det uppförde sig som en stel Fo + ηFd > Rt + Rs + Rc kropp. Vid drivning av spont Sponten är drivbar så länge med konventionell fallhejare bilsom (vp större än 0) vibratorns das en longitudinell stötvåg som kapacitet är större än summan av rör sig från sponttopp till spontdynamiskt spets- och mantelmotspets. Det innebär att sponten destånd samt friktionskraften i formeras i vågutbredningens riktspontlåset, se figur 6. ning och accelerationen varierar Bestämning av drivbarhet. utmed spontplankan. Vid vibroTillförlitliga beräkningsmodeller drivning med dagens lågfreför bestämning av drivbarheten kvensvibratorer (f mindre än 40 Figur 5: Beskrivning av vibrodrivbarhet av spont, saknas. Den huvudsakliga anledHz) kommer hela systemet med efter Viking, Green & Nilsson (2001). ningen är att vedertagna beräkvibrator och spontprofil att röra 16

Bygg & teknik 1/10

sig simultant upp och ned med större än de vertikalt generesamma förskjutningsamplitud rade, se Viking (2002). I Sverige och acceleration. Det har utifrån drivs U-profiler en och en. I genomförda fältförsökt visat sig Belgien, Holland, Tyskland är att huvud och spets uppvisar det mer vanligt att spont drivs samma förskjutningsamplitud två och två, alternativt med anoch acceleration under drivnan utformning av gripklo. Ett ningsfasen. Detta innebär att införande av liknande installaman kan betrakta systemet som tionsförfarande som i övriga Euen stel kropp och att vågutbredropa skulle innebära stora möjning i vibrodriven spont kan förligheter att reducera de laterala summas. rörelserna och de tillhörande neSpontens egenskaper invergativa konsekvenserna. En ankar på omgivningspåverkan. nan positiv effekt med att hålla Spontlås i dålig kondition kan i spont på korrekt sätt, i profilens de mest ogynnsamma situationeutrala lager, är att verkningsnerna resultera i att låsen svetsas graden ökar och tiden för instalfast i varandra, samtidigt som lation minskar. omgivningspåverkan blir maxiFörutom spontprofilers längd mal. Användandet av ny spont i och vikt, är det två spontparakombination med att profilerna metrar som funnits vara av stor drivs i rätt vinkel i förhållande betydelse för drivbarhet och till varandra minimerar både omgivningspåverkan. Dessa är friktionskraften och omgivfriktionskraften, Rc, i spontlåset samt spontprofilens laterala röningspåverkan i signifikant utrelse, ul. sträckning. Korrekt beaktande Geotekniska förhållanden i av dessa relativt enkla paramejorden påverkar drivbarhet och trar kan halvera storleken på geFigur 6: Illustrering av kraftspel vid vibrodrivning av omgivningspåverkan. De geonererade markvibrationer. pålar/spont under den upp- och nedåtgående tekniska förhållandena i jorden Den laterala rörelsen, ul, vid penetrationsrörelsen, efter Viking (2005a). vibrodrivning av spont och pålar påverkar starkt drivbarhet och är sinusformad i sin natur och omgivningspåverkan. Block och kan stundtals vara lika stor som den axiel- upphov till ett ogynnsamt böjande mo- fasta jordar ökar störningen från pål- och la rörelsen. Den laterala rörelsen upp- ment: spontdrivningen, minskar drivbarheten kommer på grund av att vibratorns drivoch ökar tiden för installation. Det är väl M = eFd kraft, Fd, förs in excentriskt i pål- spontkänt att vibreringstekniken lämpar sig Tidigare genomförda fältstudier har vi- bäst i friktionsjord på grund av den gynnprofilen via de hydrauliska käftarna som griper om profilen, se figur 7. Drivkraf- sat att de lateralt inducerade markvibra- samma reduktionen av jordens penetratens excentriska placering ger således tionerna stundtals är två till tre gånger tionsmotstånd under drivningsfasen. Denna reduktion minskar omgivningspåverkan. De jordrelaterade parametrar som funnits mest betydelsefulla är materialets lagringstäthet, vattenmättnadsgrad samt blockförekomst. De under drivningsförloppet inducerade volymförändringarna i omgivande jord ger upphov till ett karakteristiskt utseende på drivbarhetskurvorna. Utseendet på drivbarhetskurvorna är inte enbart beroende av friktionsjordens initiala lagringstäthet, utan ska ses utifrån den initialt rådande spänningssituationen i jorden. Oavsett lagringstäthet på jordmaterialet, löst eller packat, kommer lagringstätheten närmast spontprofilen att sträva mot den kritiska (figur 8 på nästa sida). En initialt löst lagrad friktionsjord uppvisar en drivbarhetskurva som börjar med ett högt värde på vp,start för att kontinuerligt minska och slutligen gå mot noll. Där den slutgiltiga neddrivningshastigheten vp är ungefär eller lika med 0 korresponderar mot ett specifikt neddrivningsdjup zstopp.

En av de primära svårigheterna med en tillfredsställande simulering av en vibroFigur 7: Profilers laterala rörelse är driven sponts drivbarhet bottnar i en korogynnsamt ur såväl drivbarhetsrekt uppskattning av amplitudvärdena på perspektiv som omgivningspåverka, det dynamiska jordmotståndet (figur 9d efter Viking, Green & Nilsson (2001) och 9e) baserat på befintliga geotekniska och Stevens, Viking & Roberts (2008). undersökningsmetoder. En annan svårigBygg & teknik 1/10

17

Figur 8. Genererade volymförändringars samband med initial lagringstäthet, spänning och skjuvtöjning i omgivande jordmaterial, efter Viking, Green & Nilsson (2001).

het är den teoretiska ansatsen av friktionskraften, Rc, som genereras i spontlåset, vilket också har en stark koppling till entreprenörens installationsförfarande. Vid ett förenklat betraktelsesätt av vibrator-spont systemets mekanik antas vibrator och spontplanka uppföra sig som en stel kropp.

Stel kropp i detta sammanhang innebär att vibrator och spontprofil rör sig simultant med samma förskjutningsamplitud och ac-

celeration. Ett antagande som under genomförda fältförsök visar sig vara ett rimligt antagande med tanke på problemets komplexitet.

Vibroutrustningens teoretiska drivkraft/kapacitet, Fd, består av de två vibrogenererade krafterna, statisk överlast, Fo, och dynamisk drivkraft, Fv, samt beaktandet av verkningsgrad η. Där Fd varierar sinusformat i tiden med drivfrekvensen, f

(figur 9a och 9b). Spontplankans penetrationsrörelse u(t) är en nedåtriktad sinusformad förskjutning som är korrelerad med drivkraften, Fd, i tiden (figur 9c). Det dynamiska mantelmotståndet, Rs, (figur 9d) växlar i rum och tid mellan positivt och negativt och är korrelerad med profilens upp- och nedåtgående förskjutning.

Spetsmotståndet, Rt, varierar likaså i tidoch rum mellan noll och max. Rt är också Figur 9: Förhållandet mellan drivkraft, drivrörelse, dynamiskt spets- och mantelmotstånd, efter Viking, Green & Nilsson (2001).

18

Bygg & teknik 1/10

din partner för mark, väg och vatten

Din Partner för mark, väg och vatten

Hos oss hittar du fiberduk, geonät, geomembran, dräneringskomposit och bentonitmattor.

Våra geo-experter hjälper till i valet av produkter för bästa möjliga funktion och vi levererar snabbt det du behöver. Vi erbjuder också installation och svetsning med egen personal – över hela landet.

0771-640040 viacon@viacon.se, www.viacon.se Lidköping Gävle

Bygg & teknik 1/10

Stockholm Lycksele

Göteborg Malmö

19

korrelerat med spontens förskjutning, u(t). Rt antar sitt maxvärde vid nedre ändläget av den upp- och nedåtgående förskjutningsrörelsen (figur 9e).

Vid en praktisk ansats av vibrodrivbarheten och grad av omgivningspåverkan görs en rad antaganden och relationen Fo + ηFd > Rt + Rs + Rc uppskattas på basis av vilken vibroutrustning som avses, spontprofil, resultat av utförd geoteknisk undersökning samt tidigare erfarenheter.

Vibroutrustningens maximala drivkapacitet beräknas, en verkningsgrad ansätts och Fo + ηFd antas vara konstant med avseende på ökat penetrationsdjup.

Den dynamiska jordmotståndsprofilen SRVD (Soil Resistance due to Vibratory Driving) uppskattas på basis av tillgänglig geoteknisk information och tidigare erfarenhet, samt inverkan och storlek av utvecklade friktionskrafter i spontlås. Utvärderingen föreskriver att profilen är drivbar så länge som utrustningens drivkapacitet överskrider förväntat drivmotstånd, se figur 10.

Hintze, S. (2004): Effektivare riskhantering vid byggande i jord och berg. SBUF- utvecklingsprojekt nr 11153. 47 sidor.

Avd. Jord och Bergmekanik.

KTH. Stockholm.

Hintze S., Liedberg S., Massarsch R., Hanson S., Elvhammar S., Lundahl B. & Rehnman S-E (1997): Omgivningspåverkan vid pål- och spontslagning.

Pålkommisionen, rapport nr 95.

Stockholm.

Hintze, S. & Viking, K. (2007): Miljöanpassad pål- och spontdrivning i tätbebyggt område. Bygg & teknik nr 1/07, sid 12–20.

Massarsch, K.R (1984): Vibrationer i jord och berg. Handboken Bygg Geoteknik. Kapitel G20. Stockholm.

Massarsch, K.R (1992): Static and Dynamic Soil Displacements Caused by Pile Driving.

Keynote Lectures, Proceedings, 4th International Conference on the Application of Stress Wave Theory to piles. Hague.

Massarsch, K., R. & Fellenius, B., H. (2008): Ground Vibrations Induced by Impact Pile Driving. 6th International ConfeFigur 10: Praktisk utvärdering av sponts vibrorence on Case Histories in Geodrivbarhet, med avseende på val av vibroutrustning, Sammanfattande slutsatser technical Engineering, Arlingspontprofil, studerad verkningsgrad samt uppskattad ton, VA. Artikeln beskriver den forskSRVD-kurva, Viking (2005b).

Stevens, R., F., Viking, K. & ning och det utvecklingsarbete Roberts, T., (2008): Vibro-drisom bedrivs vid KTH – Jord och bergmekanik och som syftar till att miljö- ners påverkan har stor betydelse för att vability Monitoring of Piles – Two Case anpassa pål- och spontdrivning i tätbe- minimera omgivningspåverkan. Även om Studies of a PCPS Concrete Pile and a det inte finns generellt accepterade meto- 200-ft-long Steel Pipe Pile., 8th Internatiobyggt område.

En genomgående tendens i dagens byg- der för att beräkna omgivningspåverkan nal Conference on the Application of gande är ökade krav på kvalitet, kortare vid pålning och spontning, finns det en Stress Wave Theory to Piles, Lisbon, Portugal, 8–10 September 2008. byggtid, och minskad omgivningspåver- mängd mätningar och empirisk kunskap.

Forskningen finansieras av Svenska Viking, K., (2002). Vibro-drivability – kan (vibrationer, sättningar, avgaser och buller). Dessa krav kommer ytterligare att Byggbranschens Utvecklingsfond (SBUF) a field study of vibratory driven sheet piöka genom nya EU-regler. För svenska och NCC. Förhoppning är att även Väg- les in non-kohesive soils., Doktorsavpål- och spontentreprenörer kommer detta verket och Banverket kommer att medver- handling 1002, Avd. Jord och Bergmekabland annat att innebära en ökad använd- ka i forsknings- och utvecklingsarbetet i nik, KTH. Stockholm.

Viking, K., (2005a): The Vibratory Inning av vibreringsteknik för en mer gynn- framtiden.

Kunskapsuppbyggnaden är synnerli- stallation Technique. The Pile Driving sam och miljöanpassad drivning av spont gen viktig inför de pågående och kom- Contractors Association (PDCA) magazioch pålar.

Vibrationer som uppstår i samband mande infrastrukturprojekten, där omfat- ne, Part 1 Winter 04/05 Vol 2, No. 1., Part med pålning och spontning kan försämra tande spontnings- och pålningsarbeten 2 Q1 2005 Vol 2, No. 2., Part 3 Q2 2005 boendemiljön och störa vibrationskänsliga ska utföras. Exempel på projekt där om- Vol 2, No. 3., Part 4 Q3 2005 Vol 2, No. instrument och installationer. Påkänningar givningspåverkan är en viktig faktor för 4., www.piledriverers.org.

Viking, K., (2005b): Rapport drivbari byggnader som framkallas av slagning projektet är Citybanan, Norra Länken, ■ hets studie – utvärdering av vibrodriveller vibrodrivning är normalt inte så stora Förbifart Stockholm med flera. barhet av spont i EKA projektet, Bengtsatt dessa ensamma orsakar skador. Under fors kommun. ogynnsamma förhållanden kan dock vibViking, K., Green, J. & Nilsson, C-O., rationer, i kombination med andra fakto- Referenser Head, J.M & Jardine, F.M. (1992): (2001): Omgivningspåverkan vid vibrorer initiera sprickbildning och orsaka skaGround-borne vibrations arising from pi- drivning av spontmätningar och bakomdor.

Målet med forsknings- och utveck- ling. Techn. Note 142, Construction in- liggande mekanismer. Bygg & teknik nr. lingsprojektet är att minimera skadekost- dustry research and information. London. 1/01. Stockholm.

Hintze, S. (1994): Risk analysis in naden i samband med pålning och spontning i tätbebyggt område med hjälp av foundation engineering with application framtagandet av en modell för prognosti- to piling in loose friction soils in urban Välkommen till Bygg & tekniks sering av markvibrationer. Att analysera situation. Doktorsavhandling, Avd. Jord hemsida: byggteknikforlaget.se storlek och utbredning av markvibratio- och Bergmekanik, KTH. Stockholm.

20

Bygg & teknik 1/10

Armerad jord – en lösning med drag Jord är det konstruktionsmaterial som en geotekniker främst har att arbeta med. Detta innebär att man endast i begränsad omfattning kan bestämma vilka materialegenskaper man kan få. En typisk egenskap hos jord är emellertid att den praktiskt sett helt saknar draghållfasthet.

Den mycket begränsade draghållfastheten har jord dock gemensamt med ett av våra vanligaste konstruktionsmaterial, nämligen betong. I betongsammanhang är det idag ingen som funderar över hur man hanterar denna begränsning, utan betong är i många sammanhang nästan identiskt med ”armerad betong”.

Armeringen i betongen har i de allra flesta fall just uppgiften att tillföra betongen draghållfasthet. Att armera jord är emellertid ännu inte lika vedertaget, även om effekten är minst lika påtaglig.

Eftersom jord inte är ett ”tillverkat material” är det emellertid inte alltid självklart hur man installerar armeringen. Just detta skiljer de idag två vanligaste varianterna av armerad jord, nämligen jord armerad med geonät/geotextilier samt jordspikning. Armerad jord kan användas i en rad tillämpningar, och är ofta ekonomiskt fördelaktigt.

I de fall där man bygger upp sin jord, till exempel genom fyllning, används huvudsakligen geonät/geotextilier som armering, medan jordspikning används i de fall man schaktar fram en slänt, se bild 1 och 2.

I denna artikel beskrivs endast jordarmering med geonät närmare.

både som armering och som fasadelement.

Nätarmerade slänter ersätter i många fall stödmurar av betong, vilka dels oftast är väsentligt dyrare, dels ger de armerade konstruktionerna möjlighet till en betydligt trevligare arkitektur.

En armerad vägg är väsentligt starkare än vad man kanske tror. Den är till och med så bärkraftig att en grundläggning av en bro på toppen av den armerade slänten/väggen kan utföras. Detta koncept har i USA tillämpats på ett stort antal broar, vilka ersatt tidigare uttjänta broar. Då detta skett i befintligt läge har tidsaspekten varit avgörande, och metodiken har ingått i ett större koncept benämnt ”Rapid bridge construction”, där själva brobanan i många fall utgjorts av prefabricerade ele-

Artikelförfattare är Bernhard G Eckel, Norconsult AB, Göteborg, och Leif Jendeby, Vägverket, Göteborg.

ment av höghållfast betong. En fördel med denna typ av bro, upplagd på sina armerade anfang, är att man inte får någon sättningsskillnad mellan bron och de anslutande bankarna.

Bild 1: Armering med geonät i byggd slänt.

Bild 2: Armering genom jordspikning i schaktad slänt.

Nätarmerad jord

Nätarmerad jord utförs genom att nät av plast successivt läggs in i en fyllning under det att fyllningen läggs ut och packas. Näten läggs horisontellt på ett utfyllt lager, och typiska vertikala avstånd mellan näten är 0,3 till 1 m. Härigenom kan slänter göras mycket branta, ja till och med vertikala. Näten kan antingen ansluta till en frontmur av mursten, eller så kan näten utformas som så kallad wrap-around. Vid wrap-around-teknik så viks näten upp i fasaden och sedan bakåt in i slänten (se principiellt utseende i bild 1). På detta sätt kan geonätet fungera Bygg & teknik 1/10

ILLUSTRATIONER, SAMTLIGA: LARS SIMONSEN, NORCONSULT

21

Detta koncept har tillämpats på en mindre bro för en lokalväg inom etappen Ejgst-Värmlandsbro på E6. De armerade anfangen är i detta fall av wrap-aroundtyp, och fasaden har klätts med naturliga stenar och block. De armerade anfangen är i sin tur grundlagda på kalkcementpelare, och pålning kunde således undvikas.

Principen visas i bild 3.

Bild 3: Bro upplagd på jordarmerade anfang.

3000

EROSIONSSKYDD

HHW +3.40

Från teori till praktik – bron över Ejgstån

+2.50

Inom projektet E6, etappen Ejgst-Värmlandsbro, nybyggnad av fyrfälts motorväg förbi Strömstad, projekterades en liten bro för en lokalväg på armerad jord. Den jordarmerade bron är belägen vid Ejgst, öster om Strömstad.

Undergrunden intill Ejgstån utgörs av lera med djup varierande från cirka 6 m i södra landfästet till cirka 13 m i norra landfästet. Leran är lös och har en korrigerad skjuvhållfasthet av cirka 14 kPa. En grundläggning som platta på mark har inte varit möjlig vare sig av stabilitets- eller sättningsskäl. Pålning eller annan jordförstärkning har krävts.

GEONÄT

MW +2.00

LAGER NR.8

BROSTÖD

+1.50

LAGER NR.5

ÅBOTTEN +0.75 +0.00

KALLMUR

LAGER NR.1 KROSSMATERIAL

KC-pelare FIBERDUK 1150

2500

1350

3200

>8200

Dimensionering

Bild 4: Kalkcementpelarmönster under jordarmeringen, stödmuren och bron.

310 kPa exc brolast (inkl trafik) 9 8 7 6

1.5

5 4 3

5kPa Trafiklast + 1.7 m bank 30.6kPa vägbank

2

grus

1

grus

vatten Erosionsskydd

0 -1

vägbank

Vatten

KC förstärkt jord cc2.1 0-5m

lera 0-5m

KC förstärkt jord cc2.1m 5-10m

lera 5-10m

KC förstärkt jord cc2.1 0-5m KC-förstärkt skivor cc 1.25m 0-5m

-2 -3 -4 -5

KC-förstärkt skivor cc 1.25m 5-10m KC förstärkt jord cc2.1m 5-10m

-6 -7 -8 -9 -10 -12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

Bild 5: Totalstabilitetsberäkning vid excentrisk brolast och trafiklast/tillfartsbank.

22

En grundläggning med armerad jord på kalkcementpelarförstärkt lera valdes.

Under brofundamenten sattes kalkcementpelare i ett skivmönster för att säkerställa totalstabiliteten för tillfartsbankerna och landfästen mot ån. I läge för planerad kallmur av granitblock som är fasad framför jordarmeringen valdes ett förtätat kalkcementpelarmönster, se bild 4.

Konceptet föreslogs av Vägverkets geotekniker, medan projekteringen utfördes av Norconsult.

Jordarmeringens längd bestämdes med totalstabilitetsanalys. Det armerade jordblocket betraktades som ett block och de mest kritiska glidytorna skulle slå upp bakom blocket. I stabilitetsprogramet Slope/W från Geoslope International kunde ett armerat block simuleras genom ”fabric”-element som lades in i jorden under brofundamentet. Armeringen fick en hållfasthet enligt valt jordarmeringsnät. Bild 5 visar totalstabilitetsberäkningen i Slope med inlagd jordarmering och brolast.

Kalkcementpelarna dimensionerades enligt Vägverkets riktlinjer mot brott. För att minska sättningar förbelastades kalkcementpelarna under sex månader.

Utmaningen med jordarmeringen var att definiera vilket jordtryck som utbildas bakom fasaden i det armerade jordblocket. Armeringen är inte styv och deformationer av konstruktionen kan förväntas vid pålastning. De frågor som uppstod vid dimensioneringen var bland annat: Ska jordkonstruktionen beräknas som en spontvägg med många stag? Eller som jordkilar med plana glidytor i varje armeringslager? Efter olika beräkningar valdes att jordtrycket bestäms med enkel jordBygg & teknik 1/10

Lemminkäinen specialiserar sig på underjordiska bergentreprenader och krävande grundläggningsarbeten Vår anläggningsverksamhet omfattar mångsidiga väg-, järnvägs- och betongbyggnadsprojekt.

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

Bygg & teknik 1/10

23

trycksfaktor efter Rankine (Ka) utan hänsyn till råhet.

För brolasten och andra ytlaster antogs en lastspridning med 2:1-metoden. Den horisontala spänningen bestämdes i varje lager.

I det aktuella fallet för HHW +3.40 +3.00 = my för beräkning bron över Ejgst betraktades +2.50 olika lastkombinationer och GEONÄT MW +2.00 brottlinjer, se bild 6. Beräk+1.50 ningar utfördes i två beräkningssektioner, där den förÅBOTTEN +0.75 sta ligger precis framför Svd = c/c avstånd +0.00 brofundamentet där det akBROTTLINJE tiva jordtrycket orsakas av brolasten och fyllningens vikt samt brokonen. I beräkningssektion 2, bakom Förankringslängd (passiv) Förankr.l (aktiv) brofundamentet, är det aktiva jordtrycket sammansatt av laster från fyllningens vikt, vägbanken och trafiklasten.

Bild 6: Schema över jordtryck, Jordarmeringen dimenbrottlinjer och laster. sionerades både avseende utdragsbrott och brott i armeringen, så kallad lokalstabilitet eller inre stabilitet. För kontroll av utdragsbrott beräknades varje lager för sig med sitt överlagringstryck och utdragningslängd bakom brottlinjen. Utdragningen av jordarmeringen ur jorden kontrollerades mot ”båda ändar”. Änden mot fasaden omsluter jorden (wrap-around) och bildar därmed en ”kudde” som förankring. Åt andra hållet håller enbart den överlagrade jorden armeringen på plats. Gränsen mellan utdragning framåt/bakåt definieras av den fiktiva brottlinjen för den aktiva jordtryckskilen.

Jordarmeringens erforderliga draghållfasthet bestämdes av avståndet mellan lagren och aktiva jordtrycket som skulle hållas tillbaka. Den karakteristiska hållfastheten erhölls via korrektionsfaktorer avseende miljön (aggressiv), långtidshållBild 7: Överlast och tillfällig spont vid utförande. barhet (livslängd) och mekanisk åverkan vid installation (från fyllnadsmaterialet). qd1 qd2 BROKON BROKON

qd3 + 4 VÄGBANK + TRAFIK

Utförande

Efter kalkcementpelarinstallationen las ut en överlast, se bild 7. Efter sex månader schaktades överlasten och jorden av till nivån för fyllningens underkant.

Bild 8: Utläggning av jordarmering, vid frontmuren tillämpas så kallad wrap-around.

24

Bild 9: Wrap-around vid fasaden, under fiberduk finns dräneringsmaterial.

Bygg & teknik 1/10

I botten las en bädd med dräneringsgrus på en fiberduk för att förhindra transport och blandning av den finkorniga jorden med dräneringslagret. Därpå började man lägga ut jordarmeringen, se bild 8.

Som fyllningsmaterial i de armerade jordblocken användes förstärkningslagermaterial.

För att garantera en dränerad fasad användes dräneringsmaterial och fiberduk på cirka 1 m bakom fasaden, se bild 9.

Dräneringsmaterialet blev inslagen genom att jordarmeringen veks tillbaka och förankrades med fyllningsmaterial – wrap-around. Sedan spändes armeringen för att minimera deformationerna vid fyllningen. Uppspänningen fick inte utföras maskinellt för att säkerställa att jordarmeringen inte skadades genom för hård förspänning.

Arbetssteg med fyllning, utläggning av jordarmering och ”inslagning” repeterades tills den jordarmerade fyllningen nådde fall höjd.

Därpå börjades det traditionella broarbetet, fast med ett mindre fundament. När broarbetet var klart syntes inte den geotekniska konstruktionen, vilket är ju ett vanligt ”geoteknikerproblem”. Men snyggt blev det, se bild 10.

Ett kontrollprogram för att följa upp sättningarna för bron upprättades. Sätt-

Bild 10: Färdig bro över Ejgstån, jordarmering gömd under brolandfästet och erosionsskydd.

ningar blev dock endast 1 till 2 mm, vilka utvecklades momentant.

Oändliga möjligheter – för dig också?

Det ovan beskrivna användningsområdet för armerad jord med geonät är bara ett exempel av alla de möjligheter som finns.

Det finns oändliga möjligheter, såväl för

temporära som permanenta konstruktioner. Endast fantasin sätter stopp!

Så det gäller för oss kreativa samhällsbyggare att vara på vår vakt – nästa möjlighet kanske finns i ditt projekt?

■ Endast 373 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik!

TriAx geonät ™

› › › ›

Vetenskapligt bevisat att överträffa alla Tensar tvåaxiala geonät Reducerar överbyggnad mer jämfört med Tensar tåaxiala geonät Minskar kostnad för underhåll Prestanda i nätets alla riktningar. 360°

www.byggros.com Bygg & teknik 1/10

- Skapar säkra lösningar 25

Beaktande av pålars randvillkor och längd vid påldimensionering Beräkning av pålars lastkapacitet är en alltid aktuell vid dimensionering av pålar. Pålkommissonen har med ett flertal rapporter som behandlar pålars knäcklast skapat gällande praxis för beräkning av pålars lastkapacitet. Med syftet att underlätta beräkningarna förutsätts i rapporterna flera förenklingar, exempelvis sinusformad initialutböjning, oändlig längd samt ledad/styrd infästning vid påländarna. Om mer verklighetsrelaterade villkor läggs till grund för beräkning av lastkapaciteten erhålls i de flesta fall en högre lastkapacitet, men värdet kan också vid vissa förhållanden bli mindre.

I Sverige installeras varje år i genomsnitt cirka 1,5 miljoner meter pålar. Antas medelkostnaden vara 1 000 kronor per meter så är motsvarande kostnad inte mindre än 1,5 miljarder kronor. En ökning av kapacitetsutnyttjandet av pålar kan därför innebära betydande besparing inom området pålgrundläggning.

Pålgrundläggning i Sverige skedde tills början av 1980-talet till dominerande del med prefabricerade betongpålar. Sedan dess har en i stort sett ständigt ökande andel av betongpålarna ersatts av stålrörspålar, se figur 1.

Betongpålarna utgörs av slagna, prefabricerade betongpålar med tvärsnitt 235 x 235 till 300 x 300 mm. Stålpålarna består till dominerande del av stålrörspålar med diametrar varierande mellan cirka 75 till 225 mm och godstjockleken 5 till 12 mm. Stålrörspålarna i figuren är huvudsakligen slagna, men borrade stålrörspålar (RD-pålar) utgör en ökande andel.

Pålarnas lastkapacitet

En påles bärförmåga utgör det lägsta av värdena för pålens lastkapacitet respektive dess geotekniska bärförmåga. Med lastkapacitet avses påltvärsnittets bärförmåga eller pålens knäcklast, medan den geotekniska bärförmågan avser bärförmågan relaterad till jord- eller bergmaterialet kring eller/och under pålen. I de flesta fall är lastkapaciteten avgörande, eftersom de 26

flesta pålar slås ned till stopp mot fast botten eller berg, så att den geotekniska bärförmågan blir större än lastkapaciteten.

Ett allt större utnyttjande av slanka stålrörspålars lastkapacitet har motiverat att såväl pålarnas knäcklast som pålarnas initialutböjning beaktas vid beräkningen av bärförmågan. Tidiga insatser inom detta område utfördes av Forssell (1919) och Granholm (1929). Initialutböjningens inverkan hos pålar behandlades av Broms (1964) samt Bernander & Svensk (1965).

Plasticering i jordmaterialet kring pålen behandlades i Rapport 81 och 84a från Pålkommissionen. Anvisningar för dimensionering av pålar baserade på ovan nämnda insatser redovisades i Pålkommissionens rapporter 96:1 och 98. Referenser till dessa finns i bronormer och liknande regelsamlingar.

Gällande beräkningspraxis för pålars lastkapacitet illustreras in figur 2. Pålen antas ha en sinusformad initialutböjning, som till form och antal halvvågor sammanfaller med den teoretiska knäckfiguren. Den initiella geometriska utböjning som läggs till grund för analysen är utböjningen beräknad över en halvvåg.

När last påförs påltoppen ökar denna utböjning i proportion till lasten, vilket medför att ett böjmoment (max-värde på halva längden av halvvågen). Påltvärsnittet dimensioneras alltså för kombinerad inverkan av axialkraft och böjmoment.

Innan tvärsnittets bärförmåga uppnås kan knäckning (är lika med obegränsat stor 100 %

40 % 0

1970

Artikelförfattare är Håkan Bredenberg, tekn dr, Bredenberg Teknik, Limhamn.

utböjning för mycket liten lastökning) uppkomma. Dimensionerande lastkapacitet är därför antingen tvärsnittets kapacitet, eller pålens knäcklast, lägsta värdet gäller förstås.

Den initiella utböjningen antas bestå av summan av den geometriska utböjningen och en fiktiv utböjning, var storlek beror av påltvärsnittets benägenhet att förete lokal buckling (tvärsnittsklassen). Vidare reduceras en stålpåles E-modul med cirka tio procent för att ta hänsyn till egenspänningar uppkomna vid tillverkningen.

I figur 2 illustreras även inverkan av plasticering av jorden som omger pålen.

Ett bilinjärt elastiskt – plastiskt samband förutsätts. I analysen beaktas alltså ett mot flytavsnittets längd svarande reducerat sidomotstånd.

Förutsättningar enligt praxis

Praktiskt taget alla pålar som numer installeras dimensioneras med tillämpande av den metodik som beskrivs ovan. Varje tvärsnitt (påltopp, pålskarvar, pålspetsar) ska uppfylla de för objektet gällande förutsättningarna och reglerna.

Betong Stålrör 1980

1990

2000

Figur 1: Andelen betong- respektive stålrörspålar av pålar installerade i Sverige 1970 till 2000 (Pålkommissionen, pålstatistik).

Bygg & teknik 1/10

För att kunna genomföra en sådan beräkning krävs ett antal förutsättningar beträffande pålen och jorden kring pålen. Med stöd av nämnda publikationer antas då att; ● pålen är oändligt lång ● pålen är helt omgiven av jord ● pålen är ledat/styrd i ändarna ● jord och påltvärsnitt har konstanta egenskaper längs hela pålen ● pålen har en sinusformad initialutböjning, affin med knäckningsfiguren (sinuskurva) ● påle och omgivande jord är spänningslösa före belastning (trots initialutböjningen) ● utböjningen ligger i ett och samma vertikalplan (tvådimensionellt) ● oklart hur inverkan av installationen ska beräknas.

Avvikelser från var och en av dessa förutsättningar finns naturligtvis i varje särskilt fall.

Att en påle inte kan ha obegränFigur 2: Beräkningspraxis för lastkapacitet sad längd är uppenbart. Med övriga för pålar. uppräknade förutsättningar blir emellertid den största avvikelsen mellan ändlig och oändlig längd högst påltoppen föreligger (till exempel bankcirka 22 procent (på säkra sidan), vilket pålar eller plintar med enbart vertikala skulle kunna motivera det förenklade an- pålar) så kan lastkapaciteten vara hälften tagandet. av den som erhålls med förutsättningar Att pålar är helt omgivna av jord stäm- enligt praxis. mer i många fall, men ofta bortses i andra Skillnader vid olika randvillkor illustavseenden från jordens stödjade funktio- reras i figur 3. nen upptill med hänvisning till olika efFastän påltvärsnittet i de flesta fall är fekter som uppkommer vid installationen. konstant är det normala att jordens egenFör pålar som står fritt en sträcka i luft el- skaper varierar längs pålen. Man brukar ler vatten ger förutsättningen givetvis re- beakta detta genom att räkna med det lösultat på osäkra sidan. saste jordlagret, eller beräkna ett minsta Antagandet ledat/styrd infästning inne- medelvärde för en sträcka som motsvarar bär att horisontell rörelse är förhindrad pålens knäcklängd, men hur detta inveroch att inget motstånd mot vinkeländring kar på ett mer noggrant beräknat värde är finns, vid pålspets och påltopp. För en många gånger osäkert. Beräkningsresulpåle som är inspänd nedtill, till exempel taten kan vara på säkra eller osäkra sidan, en RD-påle inborrad/ingjuten i berg, kan beroende på omständigheterna. detta innebära en cirka fyrfaldig underAtt pålens initiella utböjning är en sivärdering av lastkapaciteten, de vill säga nuskurva affin (sammanfallande) med den konventionella förutsättningen be- knäckningsfiguren för pålen är självfallet träffande randvillkoren ger här resultat generellt sett osannolikt. Där mätningar långt på säkra sidan (eller om man så vill, utförs ser man istället ofta att språngvisa oekonomiskt utnyttjande av pålmateria- vinkeländringar finns vid svetsade skarlet). Mer allvarligt kan vara att där inget, var. Det karakteristiska värdet för initialeller litet, hinder mot sidoförskjutning vid utböjningen brukar, där mätningar ut-

Figur 3: Beräkning av inverkan av olika randvillkor för raka pålars knäcklast.

Bygg & teknik 1/10

förts, beräknas genom att den största pilhöjden för utböjningen på en sträcka motsvarande pålens knäcklängd letas fram, se figur 4. Om knäcklängden därvid beräknats för det lösaste jordlagret (ger kortaste knäcklängden) kan då förstås värden på osäkra sidan erhållas, det vill säga alltför små värden på den initiella utböjningen.

Att påle och omgivande jord antas spänningslösa före belastning trots initialutböjningen utgör förstås ett antagande på osäkra sidan.

Både böjmoment och sidotryck kan relativt enkelt beräknas med utgångspunkt från värdet på initialutböjningen. Förenklingen är därför omotiverad. Det har framförts att jorden i allmänhet är så lös kring pålen att sidotrycket blir så litet och att krökningsradien blir så stor att motsvarande böjmoment (är lika med EI/R med vanliga beteckningar, EI är lika med böjstyvhet, R är krökningsradie) kan försummas. För pålar med liten krökningsradie eller/och stor böjstyvhet kan dock det böjmoment som försummas ha betydande storlek.

Figur 4: Utvärdering av karakteristiskt värde för initialutböjning vid uppmätt påle.

Att utböjningen antas ske i ett plan (tvådimensionellt) innebär ett antagande på osäkra sidan i och med att motsvarande tredimensionelltvridmoment försummas. Inverkan beräknas normalt inte, varför till exempel en svetsad skarv, där signifikant vinkeländring inte sammanfaller med det antagna vertikalplanet, kan få betydligt större påkänningar än vad som framkommer vid tvådimensionell beräkningen.

Installationen kan medföra ett mycket stort antal spänningsväxlingar för ett påltvärsnitt där pålen slås ned, det vill säga utmattning kan behöva beaktas. Fastän svårighetsgraden vid slagningen beaktas genom införande av en reduktionsfaktor µ, så saknas i allmänhet en adekvat analys av vilken inverkan installationen har på den installerade pålen.

27

Sammanfattningsvis finns alltså ett flertal faktorer som sammantaget kan resultera i underdimensionering. I de flesta fall torde dock betydande överdimensionering bli resultatet av de förenklingar som är förknippade med gällande beräkningspraxis.

Hur stämmer resultat enligt beräkningspraxis med utförda provbelastningar?

Det finns relativt få utförda provbelastningar med stålrörspålar i aktuella dimensioner och i lös lera. Det är därför ganska osäkert i vilken mån gällande beräkningspraxis ger relevanta resultat, trots det ganska omfattande beräkningsarbete som krävs vid dimensioneringen.

I samband med att slanka stålrörspålar introducerades på den svenska marknaden utfördes 1976 en serie provbelastningar omfattande sexton stålrörspålar med diametern 60 mm och godstjockleken 5 mm, Bredenberg (1982). Pållängderna varierade mellan 3 och 12 m. Marken bestod av lös lera (cuk cirka 8 kPa) på morän och berg. Knäckning/böjbrott uppkom för tretton av pålarna, medan tre pålar uppvisade brott i moränen under pålspetsen. Tre av provbelastningarna utfördes som långtidsförsök. Resultaten för korttidsförsöken kan sammanfattas enligt följande: Lägsta knäcklast: 260 kN Teoretisk knäcklast: 420 kN Högsta knäcklast: 560 kN. Det teoretiska värdet avser en rak påle med led upptill och nedtill. Böjstyvhet EI är lika med 70 kNm2, markens E-modul är lika med 80cuk är lika med 640 kPa.

28

Skillnaden mellan minsta och största uppmätta värde motsvarar en faktor cirka 2.

Vid provbelastning av pålar uppkommer ofta viss osäkerhet beträffande vad som ska betecknas som brottlast. Knäckbrott för en slank stålrörspåle motsvarar dock ett mycket distinkt värde, brottet kan betecknas som en momentan händelse. Försöken utfördes med olika antal skarvar, olika pållängd (3 till 12 m), och den uppmätta utböjningen före belastning var olika för olika pålar (ej sinusformad …). Något allmänt samband mellan avvikelser och lastkapacitet gick inte att utvärdera ur försöksresultaten. Möjligen kan flera skarvar anses vara en generellt kapacitetsnedsättande faktor.

För en av de provade pålarna uppmättes så låg brottlast som 180 kN, varvid ingen knäckning uppkom. Pålen befanns nämligen vara rak vid uppdragning efter provbelastningen. En förklaring bedömdes vara att pålen hade så många som fyra skarvar, vilket medförde dämpning av topphammarens slagkraft, det vill säga spetsslagkraften minskade i motsvarande grad.

En dimensioneringsberäkning enligt Pålkommissionens Rapport 96:1 och 98 ger, med förutsättningar enligt praxis, till resultat en dimensionerande bärförmåga i brottgränstillstånd, säkerhetsklass 1, lika med 195 kN. Här ger alltså beräkning enligt praxis ett godtagbart resultat jämfört med vid provbelastningen, vad avser lastkapaciteten.

RD-pålen, resultat av teknikutveckling under 30 år

Sedan 1976 har en betydande teknikutveckling skett för slanka stålrörspålar.

Arbetet har till större delen utförts i Finland. Den senaste påltypen i denna kategori utgörs av RD-pålen (Ruukki Drilled pile). Pålen borras ned, vilket ger mer kontrollerad installationsprocess och högre kvalitet än vid slagning. Skarvarna kan utföras som gängade skarvar (se figur 6), vilket eliminerar risken för dämpning av slagkraft i skarvar. Vidare minskas den utmattningseffekt för stålet som bör beaktats vid slagna pålar.

Det är också verifierat att borrade pålar minskar storleken av den initiella utböjningen, Deckner (2009), vilket innebär bättre materialutnyttjande. Skarvarna har tesFigur 5: tats för drag, tryck och moBjurströmspålen, ment på Kungliga Tekniska alla slanka högskolan i Stockholm. stålrörspålars Pålkommissionen har nylianfader, gen publicerat en rapport Bredenberg (Rapport 104, Borrade Stål(1976). rörspålar), där konstruktion,

Figur 6: Gängad skarv (yttre hylsa) för RD-påle, Ruukki (2009). installation och kontroll av RD-pålar beskrivs.

För att erhålla ett bättre underlag för kalibrering av beräkningsmetoder avses nu en serie belastningsförsök med RDpålar utföras. Resultaten kommer att jämföras dels med beräkning enligt praxis, dels med beaktande av verkliga längder och randvillkor. Resultatet kan antas bli att RD-pålar kan utnyttjas till högre bärförmåga än vad som idag är fallet, vilket kommer att innebära att RD-pålen, förutom övriga fördelar, även kan utföras till relativt sett lägre kostnad.

■

Referenser

Forssell, Carl (1926): Knäcksäkerhet hos pålar och pålgrupper, Stockholm.

Granholm, Hjalmar (1929): On the Elastic Stability of Piles Surrounded by a Supporting Medium, Stockholm.

Heteny, M. (1943): Beams on Elastic Foundation, Michigan Press.

Broms, Bengt (1967): Krokiga pålars bärförmåga, Väg & Vattenbyggaren nr 3.

Bernander, Stig & Svensk, Ingemar (1970): Pålars bärförmåga i elastiskt medium under hänsynstagande till initialkrökning och egenspänningar i pålmaterialet, Stockholm.

Bredenberg, Håkan (1982): Provbelastning av slanka stålpålar i lös lera – resultat av belastningsförsök, Byggforskningsrådet Rapport R53:1982.

Deckner, Fanny (2008): Stålpålars initialkrokighet – en jämförelse mellan uppmätt krokighet och schablonvärden, Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad, KTH. Ruukki Sverige AB (2009): Dimensioneringsanvisningar för RD-pålar.

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se Bygg & teknik 1/10

Ett specialföretag i grundläggningsbranschen

• Grundläggning för: Husbyggnad Brobyggnad Hamnbyggnad • Kompletta spontkonstruktioner • Provisoriska pålbryggor • Tillverkning av pålar och betongprodukter

Kran och Pålnings AB – En säker grund att bygga vidare på www.kranopalning.se | info@kranopalning.se Tel: 031-51 57 90 | Fax: 031-51 44 29 Bygg & teknik 1/10

29

GEOMEK

Stockholms Geomekaniska AB

Grundläggning

Vi levererar tillbehör till ett stort projekt i Oslo där man borrar med bland annat ringkronor Ø 508 och Ø 711 från Mitsubishi

Geoteknik

Nu kompletterar vi vårt sortiment med 8-hjulig borrigg för bättre framkomlighet i svår terräng och känsliga områden.

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

Lågenergi lösningar med den nya generationens L-element Ryktet om L-elementets död är klart överdrivet. Alla dess fördelar innebär att L-elementet kommer att överleva och utvecklas många år till.

7KHUPLVRO KDU XWYHFNODW PRGL¿HUDGH L-kantbalkar för grunder med lägre värmeläckage än de traditionella.

Det innebär att Thermisol har L-element anpassade för grunder med krav på lågt energiläckage.

Det nya elementet är framför allt lämpligt till lågenergihus och lågenergigrunder och de har alla fördelar som ett traditionellt L-element har.

Ingen annan grundtyp har bättre långtidserfarenheter när det gäller bärförmåga och fuktsäkerhet – eller kan konkurrera när det gäller anpassningsmöjligheter för ett enkelt, säkert och snabbt byggande.

För mer information, gå in på www.thermisol.se

30

Bygg & teknik 1/10

Stabilitet för en järnvägsbank byggd på sulfidlera

Vedabanken ingår i en av nybyggnadsetapperna inom Projekt Ådalsbanan. Ådalsbanan är den 18 mil långa järnväg som löper mellan Sundsvall i söder och Långsele i norr, se figur 1. I Sundsvall ansluter Ostkustbanan söderifrån och mellan Kramfors och Sollefteå, strax norr om Bollstabruk, kommer Botniabanan att anslutas norrifrån. Ådalsbanan byggdes för cirka hundra år sedan och stora delar av banan håller dålig teknisk standard med bland annat tvära kurvor, branta lutningar, begränsade mötesmöjligheter, plankorsningar och så vidare. För att kunna ta emot den ökade tågtrafiken från Botniabanan (50 till 60 tåg per dygn) upprustas cirka tio mil av befintlig bana och cirka tre mil ny järnväg anläggs. Projektet inleddes 1997 och trafikstart är planerad till 2011.

Vedabanken sträcker sig över en cirka 300 meter lång dalgång, strax efter att Ådalsbanan passerat under väg E4 intill Högakustenbron (figur 2). Banprofilen är Artikelförfattare är Rasmus Müller, Tyréns / KTH, Stefan Larsson, KTH / Skanska och Kjell-Ola Berg, Projekt Ådalsbanan.

Bygg & teknik 1/10

som högst belägen cirka sexton meter

närliggande bergtunnlar användes för att bygga banken.

Stabilitet för bankuppfyllnader

Figur 1: Ådalsbanans sträckning.

(Banverket, 2009)

över markytan och undergrunden består av lösa sediment av lera (delvis sulfidlera) och sand. Fyllningsmaterial i form av sprängsten, utvunnen ur bergmaterial från

När finkornig jord som till exempel lera belastas uppstår momentant ett odränerat tillstånd i leran till följd av lerans låga hydrauliska konduktivitet. Belastningen tas inledningsvis upp av porvattnet i leran och porövertryck byggs upp. Efterhand som leran konsoliderar för den ökade belastningen övergår lasten successivt från porvattnet till kornskelettet i jorden vilket leder till att effektivspänningen σ´v ökar. Ökade effektivspänningar leder också till att jordens hållfasthet ökar. När säkerheten mot stabilitetsbrott i lera till följd av någon form av belastning ska kontrolleras, är denna normalt lägst direkt efter att belastningen påförts. För att kontrollera stabiliteten för exempelvis en bankfyllning på lera utförs i allmänhet så kallade totalspänningsanalyser, då denna typ av analys oftast ger lägre beräknade säkerhetsfaktorer än en effektivspänningsanalys. Totalspänningsanalyser är också enklare att utföra eftersom portrycksförändringar till följd av belastningen från banken och deformationerna i jorden inte behöver bestämmas. I beräkningar via totalspänningsanalys definieras lerans hållfasthet via den odränerade skjuvhållfastheten cu.

För att uppfylla kraven på erforderlig säkerhet mot stabilitetsbrott när bankfyllning utförs på lös lera krävs oftast geotek-

Figur 2: Vedabanken innan avlastning av överlasten, sett från Högakustenbron i oktober 2008.

FOTO: HÅKAN HENRIKSSON, TYRÉNS

Denna artikel redovisar hur stabiliteten för en hög järnvägsbank prognostiserades under projekteringsskedet och kontrollerades under byggskedet. Järnvägsbanken, Vedabanken, byggdes på vertikaldränerad sulfidlera så kallad ”svartmocka”. Två liknande projekt har tidigare presenterats i Larsson & Wallmark (2001). Förutom dessa är dock erfarenheter från tidigare utförda projekt där höga bankar byggts på vertikaldränerad sulfidjord begränsade. För att kompensera för detta byggdes och instrumenterades först en provbank. Informationen om jordens beteende som erhölls från denna användes sedan vid projekteringen av Vedabanken. Dimensionering och byggande skedde i enlighet med Observationsmetoden Peck (1969), vilket ytterligare bidrog till att kompensera för de osäkerheter som förelåg.

31

niska förstärkningsåtgärder. Ett sätt att minska omfattningen av förstärkningsåtgärderna är att bygga upp banken i etapper och tillåta leran att konsolidera mellan lastetapperna. Detta möjliggör att man kan tillgodoräkna sig den ökning i skjuvhållfasthet som sker i leran till följd av konsolideringen. En enkel och rationell metodik för hur detta kan utföras benämns Undrained Strength Analysis (USA) och består kortfattat av följande fyra steg, Ladd (1991): 1. Jordens initiella spänningstillstånd i form av effektivspänningar σ´v0 och förkonsolideringstryck σ´c0 bestäms.

2. Prognostisering av förändringar i spänningssituationen till följd av den förväntade belastningen utförs via beräkningar av konsolideringsförloppet.

3. Laboratorieförsök på ostörda prover för att utvärdera cu vid olika förkonsolideringstryck utförs.

4. Stabilitetsanalyser utförs där cuprofiler från steg 3 tillsammans med prognoserna av spänningssituationen från steg 2 utnyttjas.

Laboratorieförsöken i steg 3 ovan, bör enligt Ladd (1991) utföras som konsoliderade aktiva och passiva triaxialförsök samt direkta skjuvförsök.

Det är vanligt att beskriva kvoten mellan cu och σ´v enligt ekvation 1, Roscoe & Burland (1968): cu/σ´v = a • OCRb

deringsgraden OCR definieras som kvoten σ´c/ σ´v. Om den ökade belastningen leder till effektivspänningar som överskrider det ursprungliga förkonsolideringstrycket σ´c0 kan ekvation 1 förenklas: cu/σ´c = a

Initiella geotekniska förhållanden, Vedabanken

(1)

där faktorn a är beroende av jordtyp och belastningsfall (aktivt skjuvning, direkt skjuvning eller passiv skjuvning) och faktorn b är en materialkonstant. Överkonsoli-

(2)

Flera publicerade studier, till exempel Larsson (1980), Wroth (1984) eller Ladd (1991), hävdar att det i normalfallet är rimligt att anta att den odränerade skjuvhållfasthetens medelvärde längs en glidyta kan approximeras av ett värde på a som motsvarar direkt skjuvning. Detta innebär att cu/σ´c antar ett konstant värde som endast beror av jordtypen. Kvoten cu/σ´c för olika typer av jordar varierar dock stort

och olika undersökningsmetoder i samma jord kan ge olika resultat. Både Mayne (1980) och Larsson (1980) redovisar att medelvärdet för oorganisk lera är cirka 0,22. För organisk jord är kvoten i allmänhet högre.

Stabilitetsanalyser för stegvis bankuppfyllnad enligt USA-metodiken kräver tillförlitliga prognoser av cu i jorden för de olika lastetapperna. Prognoserna bygger på uppskattningar av kvoten cu/σ´c samt beräkningar av σ´v och σ´c för dessa lastetapper. Eftersom uppskattningarna och beräkningarna är förenade med osäkerheter, är det önskvärt att inte enbart basera prognoserna på resultat från fältoch laboratorieförsök. Erfarenheter från liknande projekt med likartade geotekniska förutsättningar och annan empirisk kunskap är värdefullt.

Figur 3: Vedabanken, elevation.

Jorden i dalgången består av uppemot sexton meter sediment ovan morän. De översta en till två metrarna av sedimenten består av siltig lera, följt av ungefär tre till fyra meter sulfidlera (svartmocka) och tre till fem meter glacial varvig lera.

Resterande sedimentmäktighet består av sand, se figur 3. Sanden underlagras av fast lagrad morän.

Portryckssituationen i leran varierade med årstid och nederbörd, artesiska trycknivåer eller trycknivåer nära markytan observerades vid merparten av mättillfällena under projekteringsskedet.

Ett urval av materialegenskaper i leran samt initiellt portryck u0 , initi-

Figur 4: Vedabanken. Urval av materialparametrar med mera från undersökningar.

32

Bygg & teknik 1/10

ell effektivspänning σ´v0 och förkonsolideringstryck σ´c0, framgår av figur 4. Den initiella odränerade skjuvhållfastheten i leran cu0 bestämdes från vingförsök, fallkonförsök och CPT-sonderingar. Korrigering i den siltiga leran och i den glaciala leran utfördes enligt rekommendationerna i Larsson et al (2007a) och i sulfidleran enligt Larsson et al (2007b). Det framgår i figur 4 att egenskaperna i sulfidleran skiljer från övrig lera, bland annat var flytgräns wL samt vattenkvot wn högre och tunghet γ lägre. Innan arbetena påbörjades var leran över-

a)

b)

sättningsmätning, mätning av horisontella deformationer i jorden och mätning av odränerad skjuvhållfasthet. Resultaten från mätningarna användes sedan för att utarbeta en tillförlitlig jordmodell som nyttjades vid dimensioneringen av Vedabanken. Kvoten cu/σ´c utvärderades från mätningar av odränerad skjuvhållfasthet och portryck i leran vid provbanken. Dessutom utfördes en serie direkta skjuvförsök (DSS) och fallkonförsök på prover som konsoliderats för olika spänningsnivåer. En sammanställning av mätningarna av cu/σ´c redovisas i figur Figur 5: Vedabanken. a) Plan; b) Principsektion.

konsoliderad, med OCR cirka 5 närmast markytan och cirka 1,3 i den nedre delen.

Dimensionering av Vedabanken

Tyngden från bankfyllningen innebär kraftigt ökade spänningar i jorden med deformations- och stabilitetsproblem som följd. Stabiliteten säkerställs genom att tryckbankar lagts ut, vertikaldräner (prefabricerade banddräner) installerats i leran och att uppfyllnaden skett etappvis, se figur 5a och 5b.

Tryckbankarna har en stabilitetshöjande effekt i och med att de förlänger den glidyta som definierar ett potentiellt sta-

Figur 6: Uppmätt cu/σ´c vid provbanken.

Bygg & teknik 1/10

bilitetsbrott i leran och därmed möjliggör att lerans skjuvhållfasthet kan mobiliseras i en större jordvolym. Vertikaldränering är egentligen ingen förstärkningsmetod i sig men bidrar till att förkorta dräneringsvägarna i leran och därmed skynda på konsolideringen vilket innebär att lerans hållfasthet ökar i snabbare takt.

Erfarenheter från tidigare utförda liknande projekt på vertikaldränerad sulfidlera var begränsade. Därför byggdes och instrumenterades en provbank och projektet drevs enligt Observationsmetoden.

Mätningar på provbanken pågick under ett år och bestod av portrycksmätning,

6 tillsammans med de värden som användes vid dimensioneringen. En annan viktig observation från mätningarna på provbanken var att portrycksavklingningen i sulfidleran var betydligt långsammare än i övrig lera, med en långsammare tillväxt av skjuvhållfastheten som följd, Müller & Larsson (2008).

Som framgår i figur 7 byggdes Vedabanken i fem etapper om cirka tre meters fyllnadshöjd. Överlasten (med litet varierande mäktighet längs banken) lades på i etapp 6. Figur 7 redovisar också resultat från portrycksmätningar på ett antal nivåer under byggskedet.

Figur 7: Vedabanken. Upplastningssekvens och uppmätta porövertryck.

33

Figur 8: Vedabanken. Schematisk bild av en stabilitetsberäkning för etapp 6.

De mest kritiska momenten rörande stabiliteten för konstruktionen var innan etapp 5 utfördes och innan överlasten (etapp 6) påfördes. Till följd av de geometriska förhållandena, med en relativt liten lermäktighet i förhållande till tryckbankarnas längd, och att hållfasthetstillväxten var mycket långsammare i sulfidleran än i övrig lera, var plana glidytor dimensionerande, se figur 8.

Analyser av konsolideringsförloppet, det vill säga prognoser för hur portryck, effektivspänningar och förkonsolideringstryck förväntades utvecklas i de olika etapperna utfördes enligt VV Publ. 1987:30, Vägverket (1989). Prognoserna för σ´c tillsammans med de värden på cu/σ´c som presenteras i figur 6, resulterade i prognostiserade cu-profiler utvärderade enligt USA-metodiken för etapp 5 och etapp 6 (figur 9). I stabilitetsberäkningarna användes dessa cuprofiler inom de delar där dränerna installerades. Profiler motsvarande cu0 användes i de delar av leran där vertikaldräner inte installerades. I beräkningarna gavs fyllnadsmassorna tungheten γ = 18 kN/m3 och friktionsvinkeln φ = 34 grader. Dessa förutsättningar resulterade i beräknad totalsäkerhetsfaktor, Fc = 1,54 för etapp 5 och Fc = 1,53 för etapp 6. Om inte hållfasthetstillväxten medräknades var motsvarande säkerhetsfaktorer Fc = 1,33 respektive Fc = 1,02. Beställarens krav var att Fc > 1,50 under såväl byggskedet som under driftskedet. Stabilitetsberäkningarna utfördes i beräkningsprogrammet Geosuite Stability.

Prognoserna enligt ovan motsvarade den förväntade troliga utvecklingen av konsolideringsförloppet och hållfasthetstillväxten. I enlighet med Observationsmetoden utfördes också en serie analyser där olika parametrar (φ´ och γ i fyllnadsmaterialet och kvoten cu/σ´c samt cu0 i leran) varierades för att utvärdera mindre gynnsamma men fullt möjliga scenarier.

Till dessa scenarier kopplades åtgärder (såsom längre liggtid mellan lastetapperna eller lägre lastetapper) vilka skulle vidtas om beteendet hos konstruktionen avvek från det förväntade.

Uppföljning av stabiliteten under byggskedet

För att säkerställa att stabilitetskraven var uppfyllda under byggskedet utfördes (i en34

lighet med Observationsmetoden), mätningar för att kontrollera skjuvhållfastheten i leran. Dessa mätningar jämfördes sedan kontinuerligt med det förväntade, prognostiserade beteendet. För att få en tillförlitlig bild av cu, utvärderades denna från mätningar på olika platser längs banken och med olika undersökningsmetoder. Mätningar via vingförsök och CPTsondering utfördes i tre kontrollbrunnar under den ena tryckbanken och i tre kontrollbrunnar nära bankmitt, se figur 5a och 5b. cu utvärderades även från uppskattade förkonsolideringstryck (via portrycksmätningar) och cu/σ´c från figur 6.

Portrycksmätningar utfördes i två stationer under ena tryckbanken och två stationer nära bankmitt, se figur 5a och 5b. Utvärderade cu-profiler för etapp 5 och etapp 6 baserat på medelvärden från de tre metoderna framgår i figur 9. De prognostiserade profilerna redovisas också för jämförelse.

Stabilitetsberäkningar för kontroll av bankens stabilitet under byggskedet, med cu-profilerna i figur 9, resulterade i beräk-

a)

nade totalsäkerhetsfaktorer Fc = 1,70 för etapp 5 och Fc = 1,47 för etapp 6.

Kommentarer

Det framgår ovan att en relativt omfattande uppföljning av tillväxten av lerans odränerade skjuvhållfasthet utfördes. De analyser som utfördes vid dimensioneringen där olika parametrar varierades visade att friktionsvinkeln i fyllnadsmaterialet φ´ hade relativt liten inverkan på den beräknade säkerhetsfaktorn. Tungheten γ i fyllnadsmaterialet hade dock lika stor inverkan på den beräknade säkerhetsfaktorn som kvoten cu/σ´c. Således borde även en uppföljning av γ ha skett. Av framförallt praktiska skäl utfördes inte detta. Vid dimensionering och utförande av bankfyllnader bör osäkerheter relaterade till γ i fyllnadsmassor behandlas på något sätt, antingen vid dimensioneringen eller under byggskedet. Ofta, som i det här fallet, läggs stor vikt vid att bestämma jordens hållfasthetsparametrar, och bestämning av andra inverkande faktorer som exempelvis γ förbises.

b)

Figur 9: Vedabanken. Prognostiserade och uppmätta cu-profiler. a) under bankmitt ; b) under tryckbank Bygg & teknik 1/10

grundförstärkning

- djupstabilisering - masstabilisering

Nu mäter vi vertikalt i 3D... www.consoil.se Consoil AB Norrgården Usta 505 715 91 Odensbacken

Bygg & teknik 1/10

Telefon: 019-45 00 26 Mobil: 0703-82 69 00 E-post: consoil@consoil.se

www.dmixab.se info@dmixab.se 031-18 99 90 35

ELU har idag 12 st erfarna geotekniker och geokonstruktörer. ELUs nya geoteknikavdelning växer och arbetar med allt från geotekniska och miljögeotekniska undersökningar, utredningar och riskanalyser i tidiga skeden, till avancerade geokonstruktioner, kontrollplaner och uppföljning under byggskedet.

ELU har utmärkta referenser från mer än 40 år av anläggnings- och husprojekt. Det ger en stor

36

Norra Länken 2008

GEOTEKNIK EN INGENJÖRSMÄSSIG UTMANING variation av spännande och intressanta uppdrag som ger en fantastisk möjlighet till fortsatt utveckling för alla som uppskattar geoteknik, smart ingenjörskonst och utmanande projekt.

Efter ytterligare ett framgångsrikt år och en fortsatt ljus framtid söker vi nu fler duktiga medarbetare till kontoren i Stockholm och Göteborg.

Mer info: www.elu.se

Bygg & teknik 1/10

En sammanställning av samtliga utvärderade värden på kvoten cu/σ´c i sulfidleran, baserat på mätningar vid provbanken och Vedabanken, redovisas i figur 10.

Som synes är spridningen mellan enskilda värden relativt stor, men det antagna dimensioneringsvärdet av cu/σ´c = 0,25 (figur 6) överensstämmer relativt väl med en enkel linjärregression.

En viktig erfarenhet från projektet är värdet av oberoende mätningar av en viss parameter. Tillförlitliga bedömningar av cu vid olika skeden av byggprocessen kunde utföras baserat dels på mätningar vid olika platser längs banken, dels via olika metoder (vingförsök, CPT-sonderingar och portrycksmätningar). Alla typer av mätningar är betingade med osäkerheter varför bedömningar och ingenjörsmässiga överväganden alltid måste utföras när någon egenskap ska utvärderas. Några av osäkerheterna i det här fallet var: ● Mätinstrumentens position i förhållande till dränerna, både vad gäller portrycksspetsarna och sonderingsutrustningen. Om mätinstrumenten är placerade nära en drän kan alltför ”fördelaktiga” mätresultat erhållas och vice versa. Det optimala är att de är belägna så att medelvärdet för hela jordvolymen erhålls. ● Validiteten av de empiriska korrektionsfaktorer som nyttjas vid härledning av karaktäristiska värden på cu från vingförsök och CPT-sondering. Det är inte säkert att de korrektionsfaktorer som anses vara praxis är korrekta, eller att de gäller när man som i det här fallet belastar leran långt över det ursprungliga förkonsolideringstrycket, se till exempel Tavenas et al (1978). ● Uppskattning av tungheten i fyllnadsmaterialet och effekter av lastspridning när rådande effektivspänning i jorden ska beräknas baserat på portrycksmätningar. ● Utvärdering av det initiella förkonsolideringstrycket från CRS-försök.

Slutsatser

Den stora mängden mätningar under byggskedet medförde att osäkerheterna vid dimensioneringen reducerades till följd av att en given materialegenskap kunde utvärderas från olika mätmetoder och från mätningar vid olika platser.

Att tillgodoräkna sig hållfasthetstillväxten vid dimensioneringen möjliggjorde en optimering av förstärkningsåtgärderna. Detta var möjligt tack vare den kunskap och de erfarenheter som erhölls från provbanken tillsammans med de la-

Figur 10: Vedabanken. Uppmätt cu mot σ´c i sulfidleran.

boratorieförsök som utfördes och i kombination med att Observationsmetoden tilllämpades. En ekonomisk dimensionering utan allt för stor säkerhetsmarginal var därmed möjlig.

Mätningarna för att utvärdera kvoten cu/σ´c i sulfidleran indikerar att denna var ungefär 0,25. Spridningen är dock stor varför enstaka mätvärden kan resultera i felaktiga slutsatser.

■

Referenser

Banverket. 2009. Ådalsbanan – den viktiga länken. Tillgängligt på internet: http://www.banverket.se/pages/22776/ådalsbanan_folder_2009_slutlig.pdf.

Ladd C. C. (1991): Stability Evaluation During Staged Construction. Journal of Geotechnical Engineering (twenty second Terzaghi Lecture), ASCE,117, No. 4, 537–615.

Larsson R. (1980): Undrained shear strength in stability calculation of embankments and foundations on soft clays.

Canadian Geotechnical Journal, 17, No. 4, 591–602.

Larsson R., Sällfors G., Bengtsson PE., Alén C., Bergdahl U. & Eriksson L. (2007a): Skjuvhållfasthet – utvärdering I kohesionsjord. SGI, Linköping. 2007, Information No 3, 63 pp.

Larsson R., Westerberg B., Albing D., Knutsson S. & Carlsson, E. (2007b): Sulfidjord – geoteknisk klassificereríng och odränerad skjuvhållfasthet. SGI, Linköping, Rapport No 69, 135 pp.

Kommentarer från Projekt Ådalsbanan

För närvarande pågår spårläggnings- och övriga BEST-arbeten på Vedabanken.

Markförstärkningen för Vedabanken är ett lyckat exempel där god överensstämmelse mellan teori och praktik uppnåtts. Detta har varit möjligt tack vare en väl genomförd projektering och ett entreprenadarbete där uppfyllnader skett etappvis i enlighet med intentionerna i projekteringen och kontinuerliga kontroller skett planenligt.

Bygg & teknik 1/10

Larsson S. & Wallmark G. (2001): Förbelastning för två höga järnvägsbankar på Botniabanan. Bygg & teknik, 1/01, 41–48.

Mayne P. W. (1980): Cam-Clay Predictions of Undrained Strength. Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, 106, No.11, 1219–1242.

Müller R & Larsson S. (2008): Veda trial embankment – comparison between measured and calculated deformations and pore pressure development. Proceedings of the 2nd IWGSS, Glasgow, 405– 410.

Peck R. B. (1969): Advantages and limitations of the observational method in applied soil mechanics. Géotechnique (Ninth Rankine Lecture), 19, No 2, 171– 187.

Roscoe K. H. & Burland J. B. (1968): On the generalised stress-strain behaviour of ”wet” clay. In Symposium on engineering plasticity, 535–609, University Press, Cambridge.

Tavenas F., Blanchet R., Garneu R. & Leroueil S. (1978): The stability of staged-constructed embankments on soft clays. Canadian Geotechnical Journal, 15, No 2, 283–305.

Vägverket (1989): Vertikaldränering.

Vägverket, Publ. 1987:30. Borlänge.

Wroth C. P. (1984): The interpretation of in situ soil tests. Géotechnique (twenty fourth Rankine Lecture), 34, No. 4, 449– 489.

Endast 373 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2010!

37

Under kommande år kommer mycket omfattande muddringar i hamnar och farleder att behöva göras. De muddrade sedimenten är delvis förorenade av till exempel tungmetaller, PCB, PAH och TBT. Genom stabilisering/solidifiering möjliggörs ett nyttiggörande av dessa muddermassor vid uppbyggandet av exempelvis nya hamnområden. Bindemedlet utgör en stor kostnadsdel och utförda laboratorieförsök visar att användning av flygaska som en del av bindemedlet kan ge en stor kostnadsbesparing samtidigt som erforderliga geotekniska och miljömässiga egenskaper uppnås.

Muddring för utbyggnad av hamnar samt underhållsmuddring av farleder och hamnar leder till att stora volymer förorenade sediment behöver hanteras. De mest besvärliga sedimenten är de som är finkorniga och förorenade av metaller, organiska eller metallorganiska (exempelvis tennorganiska) föroreningar. Under de närmaste åren kommer flera hundratusentals kubikmeter förorenade sediment att behöva hanteras årligen vid underhållsmuddringar och hamnutbyggnader. Bara i Gävle hamn kommer upp till en miljon kubikmeter metallförorenade sediment att muddras under åren 2012 till 2014. Dessa muddermassor karakteriseras av gyttjig konsistens med hög vattenkvot och låg hållfasthet. Möjligheten för dumpning till havs begränsas av att muddermassorna är förorenade. Att frakta muddermassorna till landdeponi kräver transporter och landareal och innebär en betydligt högre kostnad. Samtidigt finns det ett stort behov av att bygga ut hamnar och detta medför att stora volymer bergkross och annat jordmaterial behöver transporteras Artikelförfattare är Göran Holm, Statens geotekniska institut (SGI), Josef Mácsik, Ecoloop AB, Aino Maijala, Ramböll Finland OY, Johan Lagerlund, Vattenfall Research & Development, och Anna Wilhelmsson, Ramböll Sverige AB.

38

Figur: Stabilisering/solidifiering av förorenade muddermassor, masstabilisering.

till hamnen vid konventionell uppbyggnad av nya hamnområden.

Projektet Stabcon (www.stabcon.com) har visat att ett bindemedel bestående av cement (byggcement) och Merit 5000 kan modifiera muddermassor så att de får önskade geotekniska och miljömässiga egenskaper. Massorna kan nyttjas som material i hamnkonstruktioner och ersätta bland annat bergkross. Bindemedelsrecepten är platsspecifika och beror bland annat på typ av sediment/muddermassor, föroreningarnas typ och halt. Stabilisering och solidifiering innebär att bindemedel tillsätts sediment/muddermassor i syfte att modifiera hållfasthet, permeabilitet lakningsegenskaper. Stabilisering innebär föroreningarna kemiskt transformeras en mindre mobil form och solidifiering att massorna antar en fast form, vilket ger en ökad hållfasthet, förbättrade deformationsegenskaper samt reducerad permeabilitet hos muddermassorna. Användningen av s/s-behandlade förorenade massor i geokonstruktioner har beskrivits av Holm et al (2009).

Potentialbedömning

Stabilisering av lösa jordar är en väl etablerad teknik och nordisk stabiliseringsteknik är världsledande. Det finns en god

FOTO: RAMBÖLL SVERIGE AB

Flygaskor för stabilisering/ solidifiering av muddermassor – en potentialbedömning

kunskap om hur bindemedel kan användas i byggprocessen, detta är bland annat förankrat genom det arbete som Svensk Djupstabilisering (SD) har utfört under perioden 1995 till 2006.

Med hjälp av lämpligt bindemedelsrecept och lämplig mängd bindemedel kan egenskaper som hållfasthet, permeabilitet och lakningsegenskaper styras. Nämnda potentialbedömning, Wilhelmsson et al (2010, pågår) visar att både färska och fuktigt lagrade flygaskor har potential att nyttjas som bindemedel. Eftersom flygaskor produceras ojämnt över året, den största andelen mellan oktober och maj, och torrlagringskapaciteten är begränsad, bedöms våtlagring som en nödvändighet för att kunna introducera flygaskor ingående i bindemedel.

Bindemedel

Val av lämpligt bindemedel och bindemedelsmängd är platsspecifikt i och med att sedimentets vattenkvot, mineralsammansättning, kornstorleksfördelning organiska innehåll och föroreningsinnehåll varierar från plats till plats. Genom en serie laboratorie- och pilotförsök i fält tas lämplig bindemedelssammansättning och bindemedelsmängd fram för varje projekt utifrån ställda funktionskrav på det stabiliBygg & teknik 1/10

Tabell 1: Flygaskorna som ingick i potentialbedömningen.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Panntyp Bränsle Producent ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Pulver Torv och spån Vattenfall Uppsala Värmeverk Mälarenergi Västerås CFB Biobränsle, returträ och torv Fortum Värtan Trycksatt CFP Kol plus (olivkärnor) Katrinefors Kraftvärme AB BFB Slam plus returpapper Stora Enso Fors AB CFP Bioslam CFB Slam plus RT-flis Stora Enso AB Hylte

serade materialet. Erforderlig tryckhållfasthet ligger normalt mellan 100 och 300 kPa och permeabiliteten bör normalt vara mindre än 10-8 m/s. Dessutom ska utlakningen av föroreningar vara acceptabelt låg. Byggcement (C) och Merit 5000 (M) är de mest nyttjade bindemedlen idag (www.stabcon.se). I en serie laboratorieundersökningar studerades olika flygaskors potential att ersätta en del av C/M i bindemedlet. Flygaskorna som ingick i studien var från Vattenfall Uppsala, Mälarenergi Västerås, Fortum Värtan, Katrinefors Kraftvärmeverk, Stora Enso Fors och Stora Enso Hylte, se tabell 1.

Följande flygaskor och blandning av olika flygaskor undersöktes: ● A1, Vattenfall Uppsala värmeverk ● A2, Mälarenergi Västerås ● A3, Fortum Värtan ● A4, Blandning av A1/A2/A3 med proportioner 33/33/33 procent ● A5, Blandning av 50 procent A4 och 50 procent flygaskor från Stora Enso Hylte/Stora Enso Fors/Katrinefors kraftvärme med proportioner 33/33/33 procent.

Resultaten i det aktuella arbetet visar att samtliga torrlagrade flygaskor är finkorniga i siltfraktion med mycket små variationer i kornstorleksfördelning. Det kan också konstateras att våtlagring av flygaskorna medför en viss ökning av partikelstorleken. Våtlagring vid vattenkvot på cirka 20 procent under minst tre månader medför att flygaskan tappar en del av sin härdningsförmåga och dess pH sjunker. Även

tillgången till den fria kalken minskar under lagringen, se figur 2a. Flygaskans glödförlust (LOI) ökar i och med bildning av kristallint vatten under våtlagring samtidigt som dess CaO(aktiv)-halt minskar.

Detta kan få konsekvenser såsom att cementmängden behöver höjas för att erhålla erforderlig tryckhållfasthet. Som det framgår i figur 2b, medför lagring en minskning av de stabiliserade provernas tryckhållfasthet. Av exemplet i figur 2b framgår att tryckhållfasthet minskar med cirka 20 procent med en flygaska som har våtlagrats (w är lika med 20 procent) under tre månader jämfört med färsk flygaska. Flygaskans innehåll av bland annat metaller är en viktig miljöparameter, eftersom höga halter påverkar även det stabiliserade materialets lakningsegenskaper.

håll och halt har jämförts med förhållandena i några andra svenska hamnar och kan anses vara representativt för svenska hamnar.

s/s-behandling

Flygaskorna A1 till A5 nyttjades som bindemedel tillsammans med C/M. Något klart samband mellan nyckelparametrar hos flygaskorna och erhållen tryckhållfasthet hos de stabiliserade proverna kan inte identifieras, med undantag av att lägst tryckhållfasthet erhölls med bindemedel med lägst CaO-halt och högst tryckhållfasthet med högst halt av CaO. Bindemedelssammansättningen var 50 procent cement, 20 procent Merit 5000 och 30 procent flygaska (A1 till A5). Bindemedelsmängden var 150 kg/m3. I figur 3 på nästa sida redovisas tryckhållfasthetsresultat summerat från stabilisering av de två sedimenten och de fem olika bindemedeln. Samtliga bindemedel, med A1 till A5 klarade grundkriteriet att erhålla tryckhållfasthet större än 200 kPa efter 91 dygn, se figur 3. Medianvärdet på de undersökta sedimentens tryckhållfasthet var drygt 500 kPa efter 91 dygn och den lägsta tryckhållfastheten var cirka 300 kPa, med A2. Det högsta värdet erhölls med A1, cirka 780 kPa. Samtliga prov er-

Tabell 2: Sedimentens egenskaper.

I tabell 2 redovisas en samman- –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ställning av sedimentens egenSediment skaper. Sedimenten är siltiga sul- –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– fidhaltiga sediment med cirka Skrymdensitet [t/m3] 1,1 fem procent organiskt innehåll Glödgningsförlust (LOI) [%] 14 – 17 (TOC). Noterbart är att dess Total Organic Content (TOC) [%] 5,4 – 4,7 vattenkvot är 329 respektive 370 329 – 374 procent för de två studerade sedi- Vattenkvot [%] menten, vilket är högre än materi- Odränerad skjuvhållfasthet [kPa] 0,03 – 0,07 alets flytgräns, det vill säga sediKonflytgräns [%] 178 – 201 menten är flytande. Ursprungsmaterialet har låg tryckhållfasthet på 0,06 till 0,14 kPa. (Tryckhållfastheten höll permeabilitetsvärden mellan 10-8 m/s är dubbla skjuvhållfastheten, jämför med och 10-9 m/s efter 91 dygn. Då skakförsök tabellen). Sedimentets föroreningsinne- utfördes på det stabiliserade materialet visade det sig att utlakning av organiska föroreningar knappt är detekterbara. Även utlakningen av metaller var mycket låg, NV (2009 remiss).

Ett norskt projekt (www.stabilgrunn. no) har visat att transporten genom ett stabiliserat område är mycket låg med permeabilitet på mindre än 10-8 m/s.

Transporten av föroreningar är relaterad till eventuella sprickor, dåligt stabiliserade zoner, vittring av monoliten samt diffusion. Sprickor och vittring av monoliten minimeras genom att den inkapslas i en konstruktion som skyddas mot tjäle, mekanisk påverkan med mera. Diffusionen från monolitens yta har visat sig vara mycket liten. Muddring av ett förorenat sediment kan ses som en sanering av ett a) b) område. I det norska projektet har studier Figur 2a): Skillnad i nyckelparametrar mellan färsk och lagrad aska med visat att läckaget från sedimenten före samma ursprung, torrsubstans, LOI och aktivt CaO innehåll. Figur 2b): muddring var högre än efter, det vill säga Tryckhållfasthet hos stabiliserad sediment med färsk och lagrad flygaska. åtgärden var en miljövinst. Åtgärden

Bygg & teknik 1/10

Sediment

39

måste alltid ställas i relation till de förhållanden som rådde innan.

Ekonomi

I ett s/s-projekt är det oftast stora volymer muddermassor som ska stabiliseras, vilket kräver stora volymer bindemedel.

Normalt ligger bindemedelsmängden på 100 till 200 kg/m3 muddermassor men även upp till 300 kg/m3 kan förekomma.

Med traditionella kommersiella bindemedel som cement och Merit 5000, med ett marknadspris på cirka 800 kr/ton, blir kostnaden för 100 till 200 kg/m3 bindemedel cirka 80 till 160 kr/m3 muddermassor. Bindemedelskostnaden utgör cirka 80 procent av totala kostnaden för stabiliseringen och kan variera beroende på priset på cement och Merit 5000. Kostnaden för flygaska har uppskattats till 100 till 200 kr/ton. ytterligare faktorer som påverkar kostnaden är transport, lagring m.m. Kan en del av bindemedlet utgöras av flygaska kan en markant kostnadsreduktion erhållas. Vid en bindemedelsmängd av 150 kg/m3, där 30 procent utgörs av flygaska så blir kostnadsreduktionen för bindemedlet av storleksordningen 25 procent. Genom en optimering av bindemedelsrecepten bedöms kostnadsreduktionen kunna bli än större. Stora kostnadsreduktioner är således möjliga.

Användning av flerkomponentsbindemedel ställer krav på logistik. Behovet av bra logistiklösningar är stort i och med att flera producenter av flygaska behövs för att leverera tillräckig volym under en begränsad tid. Genom att flera flygaskor kan bli aktuella ökar projektets komplexitet vilket kan leda till ökade kostnader.

Transport av torr flygaska och torrförvaring ställer motsvarande krav som för bindemedlen cement och Merit 5000.

Kostnaden för transporten beror i första hand på avståndet mellan flygaskaleverantören och den aktuella hamnen. Transport av fuktad flygaska (5 till 20 procent vattentillsats) kan ske i ”bulk” och kan 40

lagras på plats vilket innebär en lägre kostnad än för en helt torr flygaska. Lagringstiden begränsas av flygaskans reaktivitet, det vill säga hur snabbt askan härdar, och mängden tillsatt vatten. Vid tillräckligt låg vattenkvot reagerar inte all fri kalk med det inblandade vattnet. Behovet av kvalitetssäkring ökar om flygaskor lagras fuktigt jämfört med torrt.

Marknad

Metoden att stabilisera/solidifiera förorenade muddermassor har använts under lång tid internationellt, Holm et al (2009) och under senare år även i Norden.

Muddringsvolymer som kommer att uppstå under de närmaste åren ligger mellan 200 000 och 800 000 kubikmeter per år.

Alternativa sätt att hantera muddermassor är exempelvis 1) avvattning inklusive lakvattenhantering samt deponering och 2) behandling genom kemisk extraktion och omhändertagande. En kostnadskalkyl

Acceptans

I Sverige finns det flera exempel på planerade projekt, och exempel på hamnar som har fått tillstånd för att använda s/s-metoden för omhändertagande och återvinning av muddermassor är Gävle Hamn AB och Oxelösunds Hamn AB. Gävle Hamn AB fick tillstånd år 2008 i första instans som var miljödomstolen. Oxelösunds Hamn AB:s tillstånd att använda s/s metoden har senare efter överklagande beslutats av miljööverdomstolen (MÖD). Genom domslutet i MÖD har metoden accepterats i högsta instans vilket innebär att en praxis har etablerats för metoden och att det i framtida tillståndsprövningar ges bättre möjligheter att nyttja s/s-metoden. När det gäller användning av flygaskor är en positiv effekt att CO2-belastningen minskar genom att delvis ersätta cement med

Figur 4: Terminalyta under uppbyggnad. s/s behandling med processtabilisering

FOTO: A MAIJALA

Figur 3: Tryckhållfasthetsresultat som median-, max- och minvärden för bindemedlen A1 till A5 för de undersökta sedimenten. Bindemedelsmängden var 150 kg/m3 – receptblandningen var C/M/A (50/20/30), Där A är A1 till A5.

med Oxelösund som exempel visar att kostnaden för alternativ 1) var tretton gånger så stor som för s/s-behandling, medan alternativ 2) var minst fem gånger dyrare än s/s-behandling, Wilhelmsson et al (2010, pågår). Med andra ord är s/stekniken ett bra val med hänsyn till kostnad och nytta. Vid val av lämpligaste metod för hantering av förorenade muddermassor ska en helhetssyn tillämpas, det vill säga teknik-, ekonomi-, miljöaspekter samt sociala aspekter beaktas och vägs samman. Ett beslutsverktyg baserat på detta synsätt (Multi-Criteria-Decision tool) har indikerat att s/s-metoden är den metod som är lämpligast. s/s-metoden kan sägas vara bästa möjliga teknik (BAT). Ett stort antal hamnar har visat stort intresse för s/s-metoden, inte minst för att den möjliggör nyttiggörande av de förorenade massorna och samtidigt minskar behovet att använda ändliga resurser samt minskar miljöpåverkan av transporter.

Bygg & teknik 1/10

flygaska. En annan viktig aspekt är att s/s-behandla muddermassorna och använda de stabiliserade massorna i geokonstruktioner, vilket innebär att massorna nyttiggörs, vilket stöds av nya ramdirektivet (2008/98/EG) i vilket anges att bortskaffande endast bör accepteras i de fall som andra alternativ är omöjliga.

Slutsatser

Ett miljövänligt och kostnadseffektivt sätt att nyttiggöra de förorenade muddermassor som uppkommer i samband med muddring av hamnar och farleder är att använda massorna i konstruktioner som till exempel terminalytor, figur 4. Sanering av förorenade sedimentområden, minskade transporter av muddermassor och bergkross samt möjligheten att använda flygaskor i bindemedelsblandningen ger dessutom positiva sidoeffekter i form av minskad klimatpåverkan. Nyttiggörande av dessa resurser ligger i linje med nya ramdirektivet (2008-98-EG) och kan sägas utgöra ”Best Available Technology” (BAT). För att uppnå bäst effekt med avseende på teknik, miljö och ekonomi optimeras mängd och val av bindemedel utifrån ställda funktionskrav. Torra och lagrade (våtlagrade) flygaskor har potential att ersätta upp till 30 till 40 procent av C/M som bindemedel. Därmed kan kostnaden för bindemedlet minskas i ett större projekt med upp till 25 procent.

Bygg & teknik 1/10

Avsättningsvolymen av flygaskor ingående i bindemedel bedöms kunna bli stor totalt sett, men är beroende på projektets storlek. Flera askproducenter kommer att behöva samarbeta om leveranser. I och med högt ställda krav på applikationen i geokonstruktioner i hamnar kommer krav även att ställas på flygaskors kvalitet, med avseende dess kornstorlekssammansättning, CaO-halt, härdningskapacitet, innehåll av metaller, pH etcetera. Den utförda potentialbedömningen med ingående laboratorieförsök bör följas av verifierande fältförsök.

■

Referenser

Holm, G., Larsson, S., Beyer, F., Batman, M. & Genberg, C. (2009): Geokonstruktioner av stabilserade/solidifierade förorenade muddermassor. Bygg & teknik 1/09.

Svedberg, B., Batman, M. & Holm, G. (2009): Miljösmart och kostnadseffektiv hantering av förorenade muddermassor.

Svensk Hamntidning Wilhelmsson, A., Mácsik, J., Holm, G., Lagerlund, J., Maijala A. & Svedberg B. (2010, pågår): Potentialbedömning av flygaskor för stabilisering och solidifiering (s/s) av muddermassor. Värmeforskrapport: Q9-706.

NV (2009 remiss): Naturvårdsverkets handbok 2009:xx för återvinning av avfall i anläggningsarbeten.

byggfrågan

Lektor Öman frågar…

Robert Öman, lektor i byggnadsteknik vid Avdelningen för bygg- och miljöteknik, Akademin för hållbar samhällsoch teknikutveckling (HST), MälarLektor Öman dalens högskola i Västerås, är här igen med en ny byggfråga. Den här gången handlar den om markradon. Frågans poäng framgår som vanligt, eftersom det säger en hel del om hur utförligt svar som förväntas. Svaret hittar du på sidan 51.

Fråga (5 p) Marken är den främsta radonkällan. Vilka faktorer är det som avgör hur mycket radon som tillförs från marken till en byggnad?

41

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

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

mer information www.bjerking.se Uppsala

Stockholm

Enköping

018-651100

08-4555600

0171-153800

Bodil, projektledare och Johan, projektledare med ett projekt som krävde nyskapande lösningar. Läs mer om våra projekt och kompetenser på www.grontmij.se

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

Nyskapande konsulter med naturligt kundfokus Just nu söker vi bland annat: Uppdragsledare Bergteknik, Uppdragsledare Geoteknik, Geokonstruktör, Geotekniker Dammbyggnad och Uppdragsledare Miljögeoteknik.

Det viktigaste för tjänsterna är att du har rätt professionell inställning och drivs av ett ärligt engagemang för dina uppdrag. Du har ett naturligt kundfokus och målsättningen för ditt, och vårt, arbete är alltid att optimera kundens investering.

Läs mer om respektive tjänst på www.grontmij.se Grontmij är tekniska konsulter inom energi, samhällsbyggnad, husbyggnad, projektledning, arkitektur och miljö. Med omkring 8000 medarbetare på 140 kontor världen över, är Grontmij Europas femte största teknikkonsultbolag. Grontmij i Sverige är rikstäckande med drygt 800 konsulter på ett 25-tal orter.

42

Bygg & teknik 1/10

Kompetensmatris – ett nytt kvalitetsverktyg? försöka ta fram vilken grundkompetens som krävs, utan det måste vi avgöra tillsammans i branschen.

Detta har NSG tagit fasta på, när man under året arbetat vidare med att utveckla ”Kompetensmatrisen”. Målsättningen med verktyget är att det ska: ● Definiera branschens syn på vad respektive aktörer ska ha för kunskap inom olika kompetensområden. ● Bidra till en bättre dialog mellan olika aktörer utifrån en gemensam kunskapsbas ● Vara en hjälp för enskilda och företag för planering och genomförande av kompetensutveckling. ● Skapa erfarenhetsöverföring mellan olika kategorier.

Kan ökad kunskap och ökat erfarenhetsutbyte leda till bättre kvalitet, minskade kostnader och bättre tekniska lösningar? Nätverket Svensk Grundläggning (NSG)har de senaste åren arbetat aktivt för att skapa en förnyelse i anläggningsbranschen och till våren lanseras ett nytt verktyg – NSG:s Kompetensmatris. Denna artikel ger en första bild av hur detta verktyg kan öka kunskapen och därmed skapa förutsättningar för samverkan och bättre tekniska lösningar.

Det finns flera bilder av vad som är orsaken till bristande kvalitet och ibland direkta felaktigheter i våra projekt. En är bristande kommunikation mellan de olika aktörerna i ett projekt. En annan att aktörerna har olika språk, vilket innebär att samma ord får olika betydelse beroende på vem som lyssnar. En tredje orsak är att de olika aktörerna har bristande kunskap om varandras förutsättningar och arbete, vilket kan leda till att man förutsätter att motparten har en annan kunskap än den har. Till sist brukar även behovet av en generell kunskapsökning lyftas fram.

Oavsett vilken bild man tittar på så verkar nyckeln ligga i att de behövs en gemensam definition av vilken grundkunskap som krävs inom branschen. Varje aktör kan inte sitta på sin kammare och

Kompetensmatrisen

Kompetensmatrisen, se figur 1 består av följande fjorton kompetensblock:

Artikelförfattare är Gunilla Franzén, tekn sekr IEG/Avdelningschef Infrastruktur, VTI, och Leena Haabma Hintze, Kansliansvarig Safe.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Design - bas Grunder - Geoteknik Grunder - Geokonstruktion Dokumentation - informatiom Jordförstärkning Pålar Spont Stabilitet Undersökning Miljö

Nätverket Svens Grundläggning (NSG)

Nätverket Svensk Grundläggning är en informell mötesplats för branschens etablerade föreningar IEG, Safe, PK och SGF. Nätverkets målsättning är förnyelse i branschen. Nyckelfrågor är: kvalitet och kompetens. www.ieg.nu: Implementering, standarder inom dimensionering, utförande, fält, lab, material, branschorganisation som tar fram underlag till nationella bilagor och skriver tillämpningsdokument. www.safegeo.se: Utförande- och maskinteknik, kompetens, säkerhet, miljö, ett bransch forum öppet för alla intressenter som leverantörer, myndigheter, konsulter, entreprenörer osv. www.palkommissionen.org: Pålar, normsättande rapporter, forskning, diskussion och utveckling av pålteknik, medlemmar från byggande verk, entreprenörer, konsulter, tillverkare, kommuner, forskningsinstitut, utländska företag . www.sgf.net: Geoteknik, miljögeoteknik, fält- och laboratorieundersökningar, kompetenshöjning, personligt medlemskap.

Kompetensprofil

Figur 1: Preliminär Kompetensmatris.

Nätverket Svensk Grundläggning

Engagerade i projektet Arbetsledare Operatör

Konstruktör Bygg & Anl.

Geotekniker mot konstruktion

Geotekniker mot projektering

Geotekniker Fält

Arbetsledare Grundläggning

Arbetsledare Bygg och anl.

Beställare Byggledare

Beställare entreprenör

Beställare Projektledare

Beställare Inköpare

Beställare

1. Design - bas

1

3

3

3

1

2

1

1

1

1

1

2. Grunder - Geoteknik

1

2

3

3

2

2

1

2

1

2

1

3. Grunder Geokonstruktion

1

2

3

2

1

2

1

2

1

1

1

4. Dokumentation - information

1

2

3

3

1

2

2

3

3

3

3

5. Jordförstärkning

1

1

2

3

1

2

1

2

1

1

1

6. Pålar

1

3

3

2

2

1

2

1

1

1

7. Spont

1

3

3

2

2

1

2

1

1

1

8. Stabilitet

1

2

2

3

1

2

2

2

1

1

9. Undersökning

1

1

2

3

2

1

1

1

1

1

1

10. Miljö

1

1

3

2

1

2

1

1

1

1

11.Utförande

3

1

2

1

3

3

2

3

2

2

2

12.Övriga Konstruktioner

1

2

3

2

2

1

2

1

1

1

13.Arbetsmiljö 14.Geohydrologi

2 1

1 2

1 2

1 3

3 2

3 2

2 2

2 1

2 1

1

Kompetensblock (innehåll i varje block se separat lista)

Bygg & teknik 1/10

2 1

43

11. Utförande 12. Övriga Konstruktioner 13. Arbetsmiljö 14. Geohydrologi.

För varje kompetensblock har krav avseende kunskap, utbildning och erfarenhet definierats.

Vad är det vi förväntar oss att du kan?

Vilken utbildning förväntar vi oss att du har? Vilken erfarenhet förväntar vi oss att du har? Detta avgör om du har kompetens motsvarande nivå 1, 2 eller 3 inom ett kompetensblock.

Generellt kan man beskriva de tre kompetensnivåerna enligt följande: Nivå 1. Du känner till grundläggande begrepp och kan använda informationen Nivå 2. Du känner till, förstår och kan tillämpa kunskap på egna enklare projekt/situationer Nivå 3. Du förstår, kan analysera, kan kritiskt värdera lösningar och välja/utföra optimal lösning för komplexa situationer.

Kompetensblockens innehåll på de olika nivåerna är samma oavsett kategori.

Som exempel innebär detta att oavsett om du är arbetsledare, fältgeotekniker eller operatör så är det samma kunskap som

du förväntas ha inom kompetensblocket jordförstärkning. Detta eftersom kravet för samtliga kategorier är att du ska ha uppnått kunskapsnivån 1.

Inledningsvis har NSG valt att definiera elva kategorier av yrkesroller, se nedan.

Dessa kan komma att justeras och kompletteras, efterhand som kompetensmatrisen börjar tillämpas: ● Operatör ● Konstruktör, Bygg & Anläggning ● Geotekniker mot konstruktion ● Geotekniker mot projektering ● Geotekniker, Fält och lab ● Arbetsledare, Grundläggning ● Arbetsledare, Bygg och anläggning ● Beställare, Byggledare ● Beställare, Entreprenör ● Beställare, Projektledare ● Beställare, Inköpare.

Kompetensmatrisens användning

Hur kan man använda kompetensmatrisen? Några förslag som har diskuterats inom NSG är: Gemensamma kurser där olika kategorier går en gemensam kurs för att uppnå en given kunskapsnivå inom ett par kom-

petensblock. På detta sätt skapas även en mötesplats mellan kategorierna vid kurserna.

Dagens kurser klassificeras enligt kompetensmatrisen och öppnas för alla kategorier.

Vi går gemensamma kurser och lär oss prata samma språk Ett verktyg för chefen och medarbetarna när man i personutvecklingssamtalen ska upprätta en kompetensplan När du pratar med en beställare, geotekniker eller operatör, så vet du vilka krav du kan ställa på dessa.

Undvika missförstånd, eftersom du vet vad den du pratar med har för kunskap. Är det en geotekniker så vet du att kravet på hans/hennes kompetens är en annan än på arbetsledaren.

Ett sätt att jämföra eller avgöra kompetensnivån för personer från olika länder inom EU. Det pågår ett arbete inom den Europeiska refererensramen för kvalifikationer (EQF), för att bestämma deskriptorer för kompetens eller färdighet.

Inom byggindustrin kallas detta SQFCon. Kompetensmatrisen kan anpassas till dessa.

Vill du påverka den slutliga utformningen?

NSG arbetar nu med att ta fram den slutliga utformningen och innehållet i kompetensmatrisen. Under våren kommer matrisen att lanseras i en form som gör den till ett verktyg för alla parter.

Vill du vara med och påverka den slutliga utformningen? Skicka då dina kontaktuppgifter till någon av författarna till denna artikel, så kommer vi att skicka över en remiss av matrisen till dig.

■

FOTO: L STARK

Endast 373 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2010!

Figur 2: Kurser en mötesplats.

kan...

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

44

Bygg & teknik 1/10

Provtagningskvalitet:

Bortglömda sanningar och uteblivna vinster Det är snart 50 år sedan Svenska Geotekniska Föreningen (SGF) antog föreskrifterna för den så kallade standardkolvprovtagaren. Man har i Sverige sedan dess använt denna provtagare för att ta ”ostörda” prover av lera till såväl kommersiella projekt som forskningsprojekt. Det råder en sorts dogmatism kring att denna provtagare ger mycket goda prover som kan betraktas som ostörda. Under tiden har man internationellt utvecklat nya provtagningsmetoder och erhållit ökad förståelse kring provtagningsstörningar och dess effekter.

Artikeln syftar till att ge en inblick i en del av den forskning som utförts avseende provtagning samt ge exempel på hur störningar påverkar en leras egenskaper och de parametrar som utvärderas.

Utformningen av dagens 50 mm standardkolvprovtagare, se figur 1, är resultatet av ett imponerande forskningsarbete utfört av SGI under främst 1950-talet.

Flera olika provtagare med varierande utformning undersöktes och den 10 februari 1961 antog SGF den nuvarande rekom-

Artikelförfattare är Sölve Hov (medlem i SGF:s Laboratoriekommitté), Erika Haglund, Jonas Nygren och Anders Fredriksson, Golder Associates AB, Stockholm.

Bygg & teknik 1/10

menderade standarden. Man kunde visa att provtagaren, vid försiktig och korrekt användning, ger prover av tillräcklig hög kvalitet för flertalet ändamål. Sedan standardiseringen har endast smärre förändringar gjorts vad gäller utförande. I slutorden av rapporten som beskriver den standardiserade provtagaren skrivs dock: ”The standardization will not hinder a development of most parts of the sampling equipment”, SGI (1961). Ironiskt nog, så har sedan dess endast ett fåtal undersökningar avseende utveckling av denna provtagningsmetod utförts i Sverige, och dessa med varierande kvalitet. I andra länder, främst Kanada, USA, Storbritannien, Norge och Japan, har betydande forskningsarbeten utförts och nya provtagningsmetoder utvecklats, vilket gjort att Sverige hamnat på efterkälken. Det tycks dock som att vi är på väg in i en ny era då nya projekt initieras beträffande utveckling av provtagningsmetoder.

Golder Associates, och troligtvis många andra geotekniska konsulter, ställs med jämna mellanrum inför svåra ställningstaganden, då laboratorieanalyser visar på störda prover, vilket resulterar i icke re-

a)

presentativa parametrar av jordens egenskaper. Det är ofta svårt att veta var i ”provkedjan” det brister. Detta gör att man tvingas till försiktighet vid val av parametrar då empiriska korrelationer inte bedöms tillräckliga. Den tekniska lösningen eller bedömningen kan således bli konservativ. Detta är ett branschproblem och låg provkvalitet kan ge upphov till ekonomiskt ofördelaktiga tekniska lösningar.

I samband med införandet av eurokoderna ökar även kraven på undersökningar inom geoteknisk projektering. Krav på ökad provtagningsomfattning och mer avancerade laboratorieförsök ökar vikten av hög kvalitet på upptaget prov. För att bestämma till exempel hållfasthets- och deformationsegenskaper krävs enligt Eurokoden ”provtagningskategori A” och I figuren visas standardprovtagarens utformning. Provtagaren har en inre diameter av 50 mm och stansar ut ett 700 mm långt prov i tre stycken hylsor. Den har en inre släppning av 0,4 ±0,2 procent och en eggvinkel av fem grader. Över och under hylsorna finns korthyls or. Den undre korthylsan kan om önskas ersättas med ett slutarbleck. Då proven antas vara störda inom ett avstånd cirka tre gånger diametern i vardera ände, klassas endast mellan- och underhylsan vara ostörda.

b)

Figur 1: Utformning av standardkolvprovtagaren; a) nedre del, b) detaljer (SGI, 1961).

45

”kvalitetsklass 1”, SS-EN 1997-2. För att uppnå denna kategori krävs en provtagare med viss utformning; i koden har ett undantag avseende areaförhållanden gjorts för att den svenska standardkolvprovtagaren ska uppnå ”provtagningskategori A”.

Det är således mycket viktigt att vi ökar vår kunskap kring provtagningsstörningar som den svenska standardprovtagaren kan ge och effekten av dessa.

Den svenska provtagaren ger tillräckligt bra prover i de flesta fall. Vi ser dock ett branschomspännande behov av att ha möjlighet att välja mer avancerade provtagningsmetoder i komplexa projekt för att kunna optimera den geotekniska lösningen. Artikeln syftar till att stimulera denna utveckling och öka medvetenheten kring störningar vid provtagning. Artikeln är uppdelad i två delar; den första delen är en kort, men detaljerad, presentation av några utvalda provtagningsstörningar (de bortglömda sanningarna); den andra delen ger exempel på hur störningar kan påverka utvärderade parametrar (de uteblivna vinsterna).

Bortglömda sanningar

En leras beteende är beroende av en rad olika faktorer som till exempel struktur, spänningsnivå, vatteninnehåll med mera.

Dessa faktorer, inklusive vald laboratoriemetod och utförande, bestämmer skjuvhållfastheten och deformationsegenskaperna. För att kunna bestämma dessa egenskaper så rättvisande som möjligt är det viktigt att man undersöker leran under förhållanden som ligger nära dem som råder in situ. Begreppet provtagningsstörningar innebär förändring av de egenskaper och förhållanden på ett eller annat sätt.

Provtagningsstörningar av en lera kan, i princip, delas in i ”operatörsberoende” och ”icke-operatörsberoende” störningar.

Operatörsberoende störningar refererar till de störningar som orsakas av bristfälligt utfört fältarbete, ovarsam transport och felaktig provhantering. Dessa störningar kan minimeras med hjälp av kunskap, försiktighet och erfarenhet. Kunskaper om detta finns att hämta i de standarder och rekommendationer som finns tillgängliga; ett exempel är Fälthandboken. Operatörsberoende störningar är de som lättast kan förbättras. I Sverige är medvetenheten kring försiktig provhantering hög och eventuell förbättringspotential ligger i utbildningsinsatser till främst handläggande geotekniker och fältgeotekniker.

Utöver dessa störningar finns även, vid kolvprovtagning, ofrånkomliga icke-operatörsberoende störningar, det vill säga de kan inte reduceras genom förbättrade rutiner i samband med provtagning och hantering. Dessa störningar är endast beroende är provtagarens utformning och funktion. Det är kunskapen om just dessa störningar som i många fall fallit ur den 46

svenska geoteknikens medvetande och vi refererar därför till dessa som ”bortglömda sanningar”.

Oavsett orsak påverkar provtagningsstörningar en leras egenskaper på fyra sätt Hight (2003); Clayton et al (1995); med flera: ● Förändringar i provets effektivspänning ● Mekanisk deformation (förändring i lerans struktur) ● Förändring i vattenkvot (ofta en effekt av de två ovanstående störningarna) ● Förändring i kemisk sammansättning.

Dessa störningar är dock ofta svåra att särskilja; särskilt de två förstnämda då de naturligt är beroende av varandra (bortsett från krypning är all normal- och skjuvtöjning ensamt beroende av förändringar i effektivspänningen och vice versa).

Ett exempel på förändring i kemisk sammansättning är då vatten med annan kemisk sammansättning än porvattnet kommer i kontakt med jorden, vilket kan påverka sensitiviteten hos en lera. Detta kommer dock inte behandlas i denna artikel.

Förändringar i provets effektivspänning. Spänningsförändringar är omöjligt att undvika vid provtagning. Ett jordelement som provtas har i fält utsatts för ett in situ överlagringstryck, en vertikal- och horisontalspänning, som avlägsnas vid upptagning av provet. Det är totalspänningen som avlägsnas när provet tas upp.

På grund av lerans låga permeabilitet uppträder leran odränerat och det uppstår ett negativt portryck så att jorden behåller en viss effektivspänning som håller ihop provet. I idealfallet är det negativa portrycket lika med minskningen i totalspänning, det vill säga effektivspänningen i provet efter provtagning är detsamma

som in situ. På grund av lerans egenskaper och de störningar som provet utsätts för är detta dock inte fallet och minskningen, eller ökningen, av effektivspänning uppkommer på grund av ett antal faktorer. Figur 2 visar ett provs hypotetiska effektiva spänningsväg från in situ förhållande till förhållandet strax innan provning i laboratoriet.

Provet utsätts för följande störningar (refererad numrering relaterar till figur 2): Väg 1-2: Förborrning/neddrivning av kolvprovtagare. Internationellt utförs ofta förborrning ned till önskat provtagningsdjup innan en provtagare förs ned och stansar ut provet. Förborrningen orsakar en avlastning av leran och provets spänningsväg ser ut som i figuren. I Sverige drivs dock provtagaren ned med låst kolv till nivå strax ovan önskat provtagningsdjup. När provtagaren drivs ned sker en störning framför kolven. Denna störning visar sig genom ökad vertikalspänning och portryck i den lera som ska stansas ut.

Detta gör att spänningsvägen går från punkt 1 och till vänster och något uppåt, se figur 2, det vill säga provet närmar sig Mohr-Coloumbs brottlinje.

Vid fältförsök utförda av Schjetne (1971) registrerades ökningen av in situ portryck 30 cm under den låsta kolven vid neddrivning av Norges Geotekniska Institutts (NGI) 95 mm kolvprovtagare.

Portrycket mättes två minuter efter neddrivningen och ökningen uppmättes till cirka 100 procent jämfört med in situ hydrostatiskt portryck.

Väg 2-3-4-5: Utstansning. Under 1980talet utvecklades vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) en metod för att analysera ett provs deformation och spänningsförändringar vid neddrivning av ett styvt element, till exempel en påle eller en provtagare, i ett mindre styvt me-

Figur 2: Ett provs hypotetiska spänningsväg från in situ till laboratorium plottad i ett s’- mot t-plan, modiferad från Ladd & DeGroot (2003).

Bygg & teknik 1/10

dium såsom lera, Baligh (1985) och Baligh et al (1987). Tidigare hade provtagningsstörningar endast utvärderats med försök och empiri. Balighs metod har senare förfinats med hjälp av numerisk modellering, till exempel Clayton et al (1998). Balighs metod, den så kallade strain path-metoden, bygger på antagandet att på grund av det kinematiska motståndet är jorddeformationerna i princip oberoende av jordens skjuvhållfasthet.

Utstansning av ett jordprov kan således förenklas till ett flödesproblem med en inkompressibel jord (odränerat förhållande), där jordpartiklarna följer strömlinjer runt och kring det styva elementet.

Jordens normal- och skjuvtöjningar kan sedan beräknas som funktion av provtagarens varierande utformning såsom areaförhållanden, eggvinkel och inre släppning.

Figur 3 visar exempel på en sådan analys och visar ett provs axiala töjningar vid utstansning. Dessa värden gäller för en enkel provtagare med platta ändytor och inre släppning och varierande areaförhållanden (B/t). Som ses i figuren genomgår provet en axisymmetrisk (triaxial) kompression strax före utstansning följt av extension när provet expanderar på grund av inre släppning och slutligen en kompression, då skjuvmotståndet mot provtagarväggen ökar. Någon analys för den svenska standardkolvprovtagarens exakta utformning (areaförhållande 21 procent och B/t är lika med 22) har veterligen inte utförts, men genom en undersökning av resultat från Baligh et al (1987), Clayton et al (1998) och Hight (2007) kan utläsas att provet genomgår en axial töjning upp till omkring ± 0,5 till 1 procent vid utstansning.

Väg 5-6: Uppdragning. När provtagaren dras upp skapas en sugkraft under provet, vilket orsakar dragkrafter i provet som motverkas av adhesionen mellan lera och provtagare. Schjetne (1971) mätte i sin studie kraftiga minskningar i portrycket vid uppdragning av det utstansade provet. Vid utstansningen av provet skapas dock stora skjuvtöjningar nära provtagarväggen, Baligh (1985), vilket gjort att lerans skjuvhållfasthet minskat drastiskt på grund av dess sensitivitet (lokal omrörning av leran). Återväxten av denna skjuvhållfasthet, och uppbyggnaden av adhesion mellan lera och provtagare, sker relativt snabbt den första tiden. Därför är väntetiden efter utstansning och försiktigheten vid uppdragningen mycket viktigt så att störningen från denna sugkraft kan minimeras.

Väg 6-7-8-9: Transport, extrusion, lagring och provförberedelser. Spänningsvägar 6-7-8-9 (se figur 2) är oundvikliga även med mycket försiktig hantering av provet delvis eftersom en portrycksutjämning i leran sker över tiden i provtuben och delvis eftersom provet utsätts för spänningsförändringar vid extrusion ur Bygg & teknik 1/10

Figur 3: Principskiss över axiala töjningar i centrumlinjen av ett jordelement vid utstansning (Baligh, 1985). hylsan och vid hantering i laboratorium.

Uttorkning av leran orsakar en ökning i effektivspänningen, Hight (2007).

Sammanfattning. Sammantaget sker dock nästan alltid en minskning av effektivspänningen i provet vid provtagning av lös normal- och svagt överkonsoliderad lera. Den totala minskningen av effektivspänningen varierar, men Ladd & DeGroot (2003) anger en kvot av mellan 0,25 och 0,5 för normal- och svagt överkonsoliderade leror på ringa djup och mellan 0,05 och 0,25 för leror på större djup.

Mekanisk deformation. Spänningsförändringar i ett jordprov kan återskapas genom att använda lämpliga laboratoriemetoder, till exempel triaxialförsök, och på så sätt eliminera denna del av provtagningsstörningarna. En störning i lerans struktur är däremot irreversibel och kan aldrig återskapas. En störning av strukturen är troligtvis den störning som påverkar spännings-töjningssambandet i exempelvis triaxialförsök för en svensk sensitiv lera mest. En leras struktur beror dels av partikelarrangemanget, dels av sammanbindningen (cementering) mellan partik-

a)

larna. En principskiss på lerans struktur ses i figur 4.

Prov tagna med standardkolvprovtagaren kan, som nämnts ovan, ha utsatts för en cirka ± 0,5 till 1 procent axialtöjning vid utstansning. Denna töjning är en påtvingad mekanisk deformation av leran, vilket stör lerans struktur. Lösa svenska leror är relativt sensitiva, vilket betyder att strukturen upprätthålls genom cementeringen mellan kornen. Vid en påtvingad deformation sker en avstrukturering, det vill säga nedbrytning av cementeringen mellan partiklarna, vilket påverkar lerans spännings-töjningssamband. Ju högre plasticitet leran har, desto mindre känslig är den för provtagningsstörningar, troligen på grund av att det finns flera kontaktpunkter mellan partiklarna i jorden, Hight (2007).

Förändringar i vattenkvot. Som tidigare beskrivits uppstår stora deformationer lokalt i provet i närhet till provtagarväggen (vid kraftig störning är detta även okulärt märkbart, särskilt i varviga leror).

På grund av det kontraktiva beteendet hos en lös normal- och svagt överkonsoliderad lera orsakar detta en portrycksökning.

b)

Figur 4: Principskiss över en leras struktur a) intakt struktur, och b) nedbrytning av struktur vid skjuv- och normaltöjning, modifierad från Pusch, (1970).

47

Figur 5: Idealiserad process för omfördelning av vatten i skiktad jord, us är lika med negativt portryck i provet efter provtagning, modiferad från Hight (2007).

Detta porövertryck utjämnas över tiden och leran konsoliderar lokalt, vilket ger upphov till en migration av vatten i provets yttre del till provets inre del, Hight (2003); Schetjne (1971); med flera. Effekten av denna störning, tillsammans med avstruktureringen av leran, kan minskas genom en större provtagardiameter och efterföljande trimning av den yttre delen i laboratorium.

En svårfrånkomlig störning är den vattenmigration som sker i leror med silt och/eller sandskikt, se figur 5. På grund av de större fraktionernas lägre förmåga att hålla ett högre negativt portryck, sker en vattenmigration från skikten till den homogena leran. Denna störning medför även att störningen i provet ökar över tiden vid lagring av ett prov.

Förändringar i vattenkvoten bör beaktas i analysen av resultat från rutinundersökningar, då mängden lera som används för vattenkvotsbestämning ofta inte är särskilt stor i förhållande till skiktens storlek. Det är inte ovanligt att mycket stora skillnader i vattenkvot bestäms för samma kolvnivå och det är svårt att veta om det är naturlig variation eller en provtagningsstörning. Förändringar i vattenkvot på grund av provtagningsstörning ökar med provtagningsdjupet eftersom spänningsrelaxtionen ökar.

Uteblivna vinster

Effekten av provtagningsstörningar visar sig på olika sätt vid laboratorieundersökningar beroende av typ av laboratoriemetod och hur de utförs. Generellt gäller dock att provtagningsstörningar ger två konsekvenser på de egenskaper som bestäms i laboratorium; dels en förändring i absoluta värden och dels en större spridning.

När det gäller en förändring i absoluta värden är detta speciellt märkbart vid bestämning av till exempel odränerad skjuvhållfasthet och deformationsegenskaper såsom förkonsolideringstryck och moduler. Sannolikt sker endast en minimal påverkan på dränerade skjuvhållfasthetsparametrar som c´ och ϕ´.

Effekt på odränerad skjuvhållfasthet och odränerad E-modul. Effekten av provtagningsstörningar på odränerad 48

skjuvhållfasthet, cu, och odränerad elasticitetsmodul, Eu, kan förklaras med de förändrade spännings-töjningssambanden.

Generellt är effekten på passivt cu mindre än för aktivt cu.

Figur 6 visar ett exempel från Lunne et al (1997), där aktiva triaxialförsök utförts på lös lera från norska Drammen (wN ≈ wL ≈ 45 procent, St ≈ 7-14) tagna med olika provtagare (54 mm provtagaren som är utvecklad vid NGI och är den vanligaste använda provtagaren i Norge; 75 mm provtagaren som är utvecklad i Japan samt NGI:s blockprovtagare som är utvecklad vid Sherbrooke universitetet i Kanada, se till exempel Lunne et al (1997)). Blockprovtagaren anses internationellt ge mycket hög provkvalitet och har vid upprepade tillfällen jämförts med olika kolvprovtagare. Provtagaren karvar ut prover 250 mm i diameter och 350 mm i höjd. I och med att provtagaren karvar ut provet undviks de icke-operatörsberoende störningarna.

Av försöksresultaten i figur 6 kan följande konstateras: cu är avsevärt högre för blockproverna som inte genomgått de icke-operatörsberoende störningarna; den odränerade elasticitetsmodulen, det vill säga lutningen på kurvan före brott, är högre för blockproverna; minskningen i skjuvspänning efter brott är större för blockproverna, det vill säga de visar på

avsevärt högre sensitivitet; samt att blockproverna visar en annan portrycksutveckling före brott som indikerar en högre grad av intakt struktur (ett perfekt elastiskt material har en lutning av en tredjedel i ett s´- mot t-plan). Värt att notera är att axialtöjningen upptill brott uppgår till cirka 0,5 till 1 procent för blockproverna. Detta är samma intervall som för ett prov som utstansats med den svenska 50 mm standardprovtagare. Ett prov taget med provtagaren kan således utsatts för en töjning motsvarande brott redan före provet har undersöks i laboratorium.

Ett tydligt exempel på kostnadsbesparningar med hjälp av högkvalitativa blockprover jämfört med 54 mm kolvprover ges av Hermann & Jensen (2000). Inför anläggandet av en järnvägsbank på lös sensitiv lera utfördes analyser på 54 mm kolvprover, vilket föranledde en föreslagen teknisk lösning med slagna betongpålar. Detta för att spårbanken skulle uppfylla två kriterier; sättningskrav och säkerhet mot skred.

Vid efterföljande analys av de tidigare geotekniska undersökningarna gjordes bedömningen att kolvproverna var störda och att laboratorietesterna inte gav representativa hållfasthets- och deformationsegenskaper för leran. CPTU-sonderingar utfördes därav, vilka indikerade högre skjuvhållfasthetsvärden än vad försöken utförda på 54 mm prover gav. Man utförde då nya provtagningar, men man tog då även 250 mm blockprover. De triaxialförsök som sedan utfördes på block- och kolvproverna visade på cirka 70 procent högre aktiv skjuvhållfasthet för blockproverna än för 54 mm proverna. Detta gav som resultat att kravet på stabilitet kunde uppfyllas utan förstärkningsåtgärder. För att klara sättningskraven kunde en förenklad teknisk lösning med vertikaldräner och förbelastning utföras, vilket gav kostnadsbesparningar på tio till tolv miljoner norska kronor i dåtidens penningvärde.

Effekt på konsolideringsparametrar.

En leras förkonsolideringstryck, σ´c, beFigur 6: K0-konsoliderade odränerade aktiva triaxialförsök, Lunne et al (1997); a) skjuvspänning mot axialtöjning, b) spänningsväg i ett s´- mot t-plan.

a)

b) Bygg & teknik 1/10

774_LCM_Image_2008_91_x_270_mm_2

18.11.2008

14:23 Uhr

Seit

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

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

LCM AB Östra Lindomevägen • 43734 Lindome Tel. +46 (0)31 99 60 40 • Fax. +46 (0)31 99 60 41 www.lcm.se • www.kellergrundbau.com Bygg & teknik 1/10

49

Tabell 1: Bedömning av provkvalitet vid konsolidering till in situ spänningar för lösa leror, Andresen & Kolstad (1979).

––––––––––––––––––––––––––––––– Volymtöjning Provkvalitet εv0 (%) ––––––––––––––––––––––––––––––– <1 Mycket god 1–2 God 2–4 Någorlunda Dålig 4 – 10 > 10 Mycket dålig

Figur 7: Effekt av störning på ödometerförsök, modifierad från Ladd & DeGroot (2003). ror dels av det högsta effektiva överlagringstrycket leran utsatts för och dels av lerans struktur (sammanbindningen).

Störningen av lerans struktur och förändringar av lerans vattenkvot är de främsta orskerna till varför σ´c och andra konsolderingsparametrar påverkas av provtagningsstörningar.

Figur 7 visar effekten av provtagningsstörningar på ödometerförsök, stegvisa och CRS. Avsaknaden, eller ett otydligt, ”knyck” på ödometer- och modulkurvorna, visar på en störd struktur. Detta leder oftast till ett lägre utvärderat σ´c än vid intakt struktur. Detta är dock ingen regel; ödometerkurvan kan visa på oförändrat eller till och med högre σ´c än om provet vore av god kvalitet. Figur 7 visar även på att modulerna före och efter σ´c, samt permeabiliteten, påverkas. Utifrån analys av ett större antal ödometerförsök i Magnusson et al (1989) kan dock konstateras att prov som bedömts som störda utifrån utvärdering av σ´c inte nödvändigtvis ger missvisande värden på ML. Detta måste dock bedömas från fall till fall. Lerans krypegenskaper i form av Cα eller αs, i det fall det utvärderas från CRS eller stegvisa försök, påverkas även de av störningar.

Figur 8 visar effekten på σ´c vid användandet av slutarbleck; en icke-operatörsberoende störning vid provtagning.

Slutarbleck ger oftast ett lägre förkonsolideringstryck, vilket i många fall kan ha stor betydelse för beräkning av sättningar.

Golders erfarenheter av Mälardalslera är dock att prover kan tas utan slutarbleck i de flesta fall om väntetiden efter utstansning är tillräcklig (det vill säga att provtagaren inte dras upp direkt efter utstansning). Väntetiden ska alltid vara minst fem minuter, helst tio minuter. Även variationen i utvärderade parametrar ökar vid ökad störning. Holm & Holtz (1977) uppmätte till exempel en 80 procent större standardavvikelse av normaliserat σ´c (det vill säga σ´c/in situ σ´v) för prover tagna med 50 mm standardkolvprovtagaren jämfört med prover tagna 50

med den så kallade 127 mm Osterbergprovtagaren som har lika areaförhållanden, men större diameter.

Utvärdering av störningsgrad. Utvärdering av om huruvida en lera är störd kan ibland göras okulärt om provet är så kraftigt stört att eventuella varv är böjda, leran utsatts för uttorkning eller frysning, det finns glapp mellan provet och provhylsan etcetera. Dessa störningar kan nästan alltid härledas till operatörsberoende störningar såsom oförsiktighet vid hantering av kolvprover i fält och transport etcetera. Oftast kan dock inte störningar okulärt bedömas.

Det finns flertalet sätt att utvärdera störningsgraden av ett prov när laboratorieförsök utförs. Det vanligaste sättet som är någorlunda accepterat är att mäta volymtöjningen vid konsolidering till in situ spänningar, i ödometerförsök (till exem-

Figur 8: Förkonsolideringstryck från prover tagna med (ofyllda cirklar) och utan slutarbleck (fyllda cirklar), från Magnusson et al (1989).

pel CRS), direkt skjuvförsök, eller triaxialförsök. Det är dock viktigt att justera värdena för installationseffekter. Andresen & Kolstad (1979) presenterade kriterier, se tabell 1, som mått på provkvalitet och störningens effekt på lerans töjningsspänningssamband.

Stora störningar kan även ge icke konservativa effekter, då till exempel stora volymtöjningar vid konsolidering till in situ förhållanden kan ge en minskning i vattenkvoten. Minskningen kan vara tillräcklig för att överskatta till exempel odränerad skjuvhållfasthet.

Slutord

Ett kritiskt skede vid geoteknisk projektering är val av parametrar. Valen av parametrar, det vill säga indata, påverkar i hög grad beräkningsresultaten och således val av teknisk lösning och kostnad för projektet. För att jordens beteende representativt ska kunna efterliknas vid matematiska beräkningar krävs att man utför laboratorieförsök på prov så nära in situ förhållanden som möjligt. I många fall kan stora vinster göras om mer avancerade laboratorieförsök utnyttjas, till exempel triaxialförsök, förutsatt att de utförs på prov av hög kvalitet.

SGF:s Laboratoriekommitté har under en längre tid arbetat med den så kallade ”provkedjan”; från undersökningsprogram via fältförsök, transport, laboratorieförsök, beräkningar och bedömningar till färdig geoteknisk lösning. I denna provkedja är provtagningsstörningar en mycket viktig del eftersom dåliga prover ger icke representativa parametrar av jordens egenskaper. Kommittén har under längre tid försökt lyfta fram vikten av hög provkvalitet genom till exempel utbildningsinsatser. Förhoppningsvis kan även kommittén inom snar framtid även genomföra forskningsprojekt i syfte att utvärdera orsaker och konsekvenser av störningar av prover tagna med standardprovtagaren.

I takt med att nya krav ställs genom eurokoderna, användningen av numeriska metoder ökar och nya entreprenadformer prövas och genomförs med incitament för billigare och effektivare tekniska lösningar – ökar även möjligheten och viljan att genom bättre tekniska lösningar minska kostnaderna. Det är dock upp till oss geoBygg & teknik 1/10

tekniker att föreslå och motivera dessa innovativa och kostnadsbesparande lösningar.

■

Referenser

Andresen, A., & Kolstad, P. (1979): The NGI 54 mm samplers for undisturbed sampling of clays and representative sampling of coarser materials. Proc. Int. Symp. on Soil Sampling, Singapore, 13– 21.

Baligh, M. M. (1985): Strain path method. J Geotech. Engng. Div., ASCE, Vol. 111, No. GT9, 1108–1136.

Baligh, M. M., Azzouz, A. S. & Chin, C. T. (1987): Disturbance due to ideal tube sampling. J Geotech. Engng. Div., ASCE, Vol. 113, No. GT7, 739–757.

Clayton, C. R. I., Matthews, M. C. & Simons, N.E. (1995): Site investigation.

2nd Edition, Wiley-Blackwell, 592 p.

Clayton, C. R. I., Siddique, A. & Hopper, R. J. (1998): Effects on sampler design on tube sampling disturbance – numerical and analytical investigations.

Géotechnique, 48, 6, 847_867.

SS-EN 1997-2:2007. Eurocode 7 – Geotechnical design – Part 2: Ground investigation and testing.

Hermann, S. & Jensen, T.G. (2000): CPTU kombinert med blokkprøvetaking ga kostnadsbesparende løsninger for Nykirke kryssingspor, Geoteknikkdagen, Oslo, 32.1-32.23.

Hight, D.W. (2003): Sampling effects in soft clay: An update on Ladd and Lambe (1963). Soil Behaviour and Soft Ground Construction, ASCE GSP 119, MIT, 86-122.

Hight, D.W. (2007): Pers. comm., Course in ”advanced soil properties”, Imperial College London.

Ladd C.C. & DeGroot D.J. (2003): Recommended practice for soft ground site characterization: Arthur Casagrande Lecture, Proc. 12th Panamerican Conf. on Soil Mechanics and Geotech. Eng., MIT, 2003, Vol. 1, 3-57.

Lunne, T., Berre, T. & Strandvik, S., (1997): Sample disturbance effects in soft low plasticity Norwegian clay. Proc.

Symp. on Recent Dev. in Soil and Pavement Mechanics, Rio de Janeiro, 81–102.

Magnusson, O., Sällfors, G. & Larsson, R. (1989): Ödometerförsök enligt CRS-metoden. R44:1989, Byggforskningsrådet, Stockholm.

Pusch, R. (1970): Clay microstructure.

Proceedings No. 24, Swedish Geotechnical Institute.

Schjetne, K. (1971): The measurement of pore pressure during sampling. Proc.

Speciality Session on Quality in Soil Sampling, 4th Asian Regional Conf., Int. Soc. Soil Mech. and Found. Eng., Bangkok, 12–16.

SGI (1961): Swedish Committee on piston sampling, Standard piston samp-

Sätt inte framtiden på spel Välj ett kvalitetssäkrat geomembran.

Kontakta oss för mer information och rekvirera gärna vår cd-skiva om Geomembranteknik.

… och svarar

Radonhalten i marken (markluften), som i sin tur beror på uranhalten i marken. ● Markens täthet (genomsläpplighet) för luft och därmed radongas. ● Tryckskillnaden mellan markluften och inneluften. ● Direkt markkontakt (golv på mark och källare) eller indirekt (kryprum). ● Hur stor markkontakt huset har (antal kvadratmeter som avskiljer mark och byggnad). ● Grundkonstruktionens täthet (genomsläpplighet) för luft och därmed radongas.

■ ●

Endast 373 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2010! ling, Proceedings No. 19, Swedish Geotechnical Institute.

Trelleborg Elastoseal EPDM ochThermobond värmeskarvning ger en geomembranlösning som: • tål överlägset bäst sättningar, rörelser och annan mekanisk påverkan.

• är mjuk och följsam oavsett temperatur.

• står emot solens strålning och tidens tand.

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

Bygg & teknik 1/10

51

Ny metod för att borra in grävpålar i berg I de nordiska länderna har vi hittills använt grävpålar i mycket begränsad omfattning. Till stor del beror detta på att det har varit svårt att installera dem i vår hårda berggrund, och överliggande blockig morän. Nya metoder och borrverktyg som gör installation i hårt berg snabbare och mindre störande för omgivningen håller på att utvecklas.

Vid installation av grävpålar schaktas eller borras ett hål i marken – ner till ett bärande lager. Oftast använder man foderrör för att stabilisera borrhålet. När hålet är färdigborrat installeras en armeringskorg längs hela pålen eller bara en del av den.

Pålen gjuts in-situ genom att foderröret steg för steg fylls med betong samtidigt som det dras upp. När det sista foderröret är borttaget är pålen färdig. Installation av grävpålar beskrivs i Europanormen SSEN 1536.

Grävpålarna har oftast en diameter på 800 till 2 500 mm och kan dimensioneras för att klara mycket höga laster. De kan installeras i miljöer som är känsliga för vibrationer eller markrörelser. Grävpålar kan användas som invallning eller stödkonstruktion för tillfälliga eller permanenta konstruktioner och placeras då i en

Figur 1: Grävpåleinstallation med rotationsborrning.

Installation av foderrör Med pålningsriggens borrmotor. (tryck och rotera)

52

överlappande rad – så kallad sekantpålevägg.

Det finns i huvudsak två olika sätt att installera grävpålar – antingen med gripskopa eller med rotationsborrning. I de nordiska länderna har installation med gripskopa varit det traditionella sättet.

Metoden innebär kortfattat att pålningsriggen är en modifierad larvburen kran som är försedd med en oscillator. Kranen sänker ner gripskopan i borrhålet så att de öppna käftarna penetrerar jorden i botten på borrhålet. Gripskopan lyfts sedan upp ur borrhålet och töms. Oscillatorn används för att installera foderröret som stabiliserar borrhålet. Om man måste schakta bort sten eller berg används en fallmejsel.

Fallmejseln släpps ner i foderröret och träffar berget så att en liten del lossnar eller krossas. Den här proceduren upprepas och långsamt kan berg eller block forceras. Det är en tidskrävande metod som dessutom kan ge omgivningspåverkan.

Numera är det rotationsborrning med Kelly-metoden som är det vanligaste sättet att installera grävpålar runt om i världen. När man använder denna metod kan de tillfälliga foderrören installeras med själva pålningsriggen eller med en oscillator. Pålningsriggen har en borrmotor som är monterad på en borrsläde, vilken rör sig längs pålningsriggens mast. Borrmotorn används för att trycka ner och rotera

Borrning Med ”bucket”-borr, augerborr eller kärnborr.

Stabilisera borrhålet med foderröret.

Installera armeringskorgen I foderröret med pålningsriggens vinsch.

Artikelförfattare är Magnus Ruin, Teroc AB, Stockholm, Tarmo Tarkkio, Skanska Infra Oy, och Gordian Ulrich, Bauer Maschinen GmBH.

foderröret i marken. Schaktning i grävpålen utförs med borrverktyg som är monterade på en teleskopisk borrstång som går genom borrmotorn. Borrverktyget skruvas in i jorden och när det är fyllt tas det upp och töms. Borrstången med verktyg borras steg för steg ner i marken med hjälp av borrmotorn. Urschaktningen utförs med borrverktygen i foderröret tills man har kommit ner till bärande lager eller berg. Grävpåleinstallation med rotationsborrning beskrivs i figur 1.

Pålningsmaskintillverkare har ett brett sortiment av borrverktyg till Kelly-systemet. Borrverktygen kan bytas snabbt beroende på att systemet har en bultskarv som underlättar bytet. Det gör det enkelt att använda rätt verktyg på rätt ställe och vid rätt tidpunkt. Bassortimentet består av augerborrar, ”bucket”-borrar och kärnborrar. Oftast används augerborr ovanför grundvattennivån och ”bucket”-borr under grundvattennivån. Verktygen kan förses med olika tandfigurationer för att passa olika markförhållanden.

Beroende på att det är svårt att tränga igenom berg med hög hållfasthet, som till

Gjut betong Från botten i foderröret.

Avlägsna foderröret Stegvis under gjutningen med hjälp av borrmotorn.

Bygg & teknik 1/10

Bild 3: Runda borrtänder för berg upp till 100 MPa.

Bild 2: Plattatänder är lämplig för kohesionsjord (lera), sand och grus.

Bild 5: Kärnborr.

Bild 4: Augerborr. exempel granit, har rotationsborrning inte använts särskilt mycket i Norden för installation av grävpålar.

Nya roterande borrverktyg för hårda bergarter

Man använder huvudsakligen konventionella borrverktyg som ”bucket”-borr, augerborr eller kärnborr när man ska borra genom de lösa överliggande jordlagren, men även vid borrning i berg som har en hållfasthet upp till 100 MPa. Vid borrning i berg som har högre hållfasthet än så fungerar platta tänder eller runda tänder inte tillräckligt bra, och slitaget är stort.

För att man ska kunna borra och installera grävpålar i berg med högre hållfasthet än 100 MPa har Bauer Maschinen tagit fram nya borrverktyg med rullkronor av volframkarbid. Rullkronorna monteras antingen på en kärnborr eller på den allra senaste innovationen ”full face cutter”.

Pålningsriggen ger den vrid- och tryckkraft som behövs – via borrstången – ner till rullkronorna. För att man ska få bästa borrfunktion kan vrid- och tryckkraften anpassas steglöst, beroende på hur hög hållfasthet berget har. Borrkaxet lyfts upp med hjälp av luftspolning till en behållare som är monterad på borrverktyget. Luftspolningen är ansluten via ett spolhuvud

som sitter mellan borrstången och borrverktygen. När behållaren är fylld lyfts borrverktyget upp med borrstången och töms.

Att det går snabbt att byta borrverktyg och att samma maskin kan användas för att borra genom både överliggande jordla-

Bild 6: Bauer pålningsrigg med spolhuvud och ”full face cutter”.

Bild 7: Kärnborr med rullkronor.

Bygg & teknik 1/10

ger och in i berg gör att produktionen blir mycket effektiv. Dessutom är tekniken mycket intressant för områden som är känsliga för vibrationer – eftersom man bara använder verktyg som trycker och roterar.

Projekt där man använt sig av rotationsborrteknik i hårt berg

För att testa och optimera systemet för borrning i hård granit under nordiska förhållanden, genomförde Bauer Maschinen och Skanska Infra i Finland två projekt.

Grävpålar har använts länge i Finland.

De första installerades så tidigt som 1938.

Trots det har produktionen av grävpålar aldrig utgjort någon större del av Finlands årliga pålproduktion. I början av 1980-talet bestod fem procent av den årliga pålproduktionen av grävpålar, Juhola & Keinonen (1986).

Kelly-metoden används mycket ofta av Skanska i övriga Europa och Nordamerika. Stärkta av sina goda erfarenheter inom Skanska och av pålningsriggarnas ökade prestanda bestämde sig Skanska Infra för att introducera metoden i Finland. Metoden användes för första gången hösten 2008 i projektet Leppävaara Tower. Där installerade man totalt 67 vertikala pålar med en diameter på 880 mm med pålningsrigg av typen Bauer BG 36.

Alla pålarna borrades ner till och grundlades på berg.

Det översta jordlagret i Leppävaara bestod av ett 1,3 meter tjockt lager fyllning, som fungerade som arbetsyta för borriggen. Under arbetsytan fanns en tunn torrskorpa och under den ett mäktigt lager lera. De första tre till fyra metrarna bestod av gyttjig lera och de nästa fyra till sex metrarna av fastare lera. Den gyttjiga leran hade en vattenkvot på 80 till 97 procent och den övrig leran vattenkvot på 33 till 57 procent. Under torrskorpan hade leran en skjuvhållfasthet på 8 till 20 kPa, i mitten av lerlagret 7 till 15 kPa och längst ner 15 till 30 kPa. Mellan leran och berget fanns ett fem till tio meter tjockt lager av lös vattenmättad silt, medelfast silt och fin siltig sand.

Bild 8:”Full face cutter” med rullkronor.

53

Bild 9: ”Bucket”-borr användes i de överliggande jordlagren.

Lagret hade en vattenkvot på 18 till 28 procent. I en del av pålarna fans det också ett moränlager på bergytan. Djupet till berget var 11,6 till 17,5 meter.

Att använda de nya borrverktygen för hårt berg visade sig vara mycket lyckat.

Under den andra veckan hade man kommit upp i en produktionskapacitet på tre grävpålar per dag och en medelkapacitet på fjorton grävpålar per vecka. Att borra i de överliggande jordlagren gick enkelt och även de tjockaste moränlagren borrade man sig igenom utan några problem.

Det gick också bra att jämna till bergytan, men tänderna på verktygen slets snabbt.

Bild 10: Borrverktyg ”cross cutter” användes för att jämna till bergytan.

54

Bild 11: Borrhastighet i berg med nivå på y-axeln och tid på x-axeln.

Tester av bergprover visade att verktygen kunde ta sig igenom berg med en enaxlig tryckhållfasthet på 333 MPa. Borrverktygen för berg hade bäst penetreringskapacitet när bergets hållfasthet var under 200 MPa. För att testa verktygen med rullkronor utfördes ett andra testprojekt för en bro i Helsingfors hamn. Där använde man en Bauer BG 36 för att installera 1 180 mm grävpålar ner i berggrunden med en hållfasthet på upp till 190 MPa. Där bestod marken av tre meter fyllning, ovan sju meter lös till medelfast siltig sand och tretton meter morän ovan berg. Ända ner till berget grävdes pålarna ut med en vanlig ”bucket”-borr, bild 9.

För att jämna till den sluttande bergsytan använde man en så kallad ”cross cutter”. Foderrören installerades in i bergytan med en oscillator innan borrning påbörjades med en ”full face cutter” försedd med rullkronor. Installation utfördes dessutom med kärnborr med rullkronor tillsammans med luftspolning. Borrhastigheten i berg var cirka 2,0 till 2,6 cm/min med kärnborren försedd med rollerbits, bild 10. Före gjutningen rensades berget med en ”bucket”-borr.

Projekten i Finland visar att tack vare den produktutveckling som man har gjort av borrverktyg med rollerbits fungerar de

utmärkt i berg med en hållfasthet på upp till 300 MPa. Sammanfattningsvis ger de nya borrverktygen entreprenörer möjlighet att kombinera rotationsborrning med Kellymetoden med sin höga borrhastighet och liten omgivningspåverkan i form av rörelser och vibrationer, med nya borrverktyg som möjliggör installation av grävpålar i de nordiska ländernas utmanande berggrundsförhållanden.

■

Bygg & teknik 1/10

Påbyggnad av varuhuset Femman i Nordstan, Göteborg Artikelförfattare är Lennart Svensson, WSP Samhällsbyggnad, Göteborg, och Björn Pettersson, WSP Byggprojektering, Göteborg.

läggningssättet fungerat mycket väl och att en påbyggnad kan utföras med försumbara tillskottssättningar.

Dock måste byggnadens stomme förstärkas.

När Nordstans köpcentrum byggdes medförde det nybyggnad inom nio äldre kvarter så att ett sammanhängande, övertäckt byggnadskomplex erhölls med en gemensam källarvåning under i stort sett hela stadsdelen. I källaren finns lastgator med kajer för varutillförsel. Dessa sammanfaller

Varuhuset Femman i Nordstan, Göteborg.

Bygg & teknik 1/10

FOTO: LENNART SVENSSON

FOTO: LENNART SVENSSON

Den östra delen av Göteborgs centrum och området åt nordöst, med Göteborgs Central och Gullbergsvass, karakteriseras av lösa lerlager till cirka 100 m djup. Innan Göteborg anlades var hela området vassbevuxet och utfyllningar utfördes huvudsakligen under 1800-talet.

I slutet av 1960-talet och i början av 1970-talet revs Östra Nordstaden och ersattes av ett köpcentrum med kontor och andra verksamheter. Byggnaderna grundlades med kohesionspålar och beroende på höga källarvåningar erhölls full kompensation för byggnadslasterna.

Objekt 5 projekteras nu för påbyggnad med en våning på del av ytan. Årlig sättningsuppföljning under de senaste tjugo åren visar att grund-

55

Nordstans köpcentrum sett från öster med påbyggnad av Femmanhuset illustrerat.

ILL: PEGE HILLINGE, SWECO FFNS AB ILL: WSP

i stort sett med det övertäckta gatunätet och Nordstadstorget i entréplanet. Inom varje fastighet finns verksamhetslokaler, förråd och installationsutrymmen i källaren.

Nordstans köpcentrum

Stadsdelen heter egentligen Östra Nordstaden och ligger norr om Stora Hamnkanalen och öster om Östra Hamngatan i Göteborgs stadskärna. Den totala tomtytan uppgår till 60 000 kvadratmeter och den sammanlagda våningsytan till 300 000 kvadratmeter. Här finns som hyresgäster 120 butiker och 150 kontor med 6 000 verksamma personer.

Parkeringshuset, som är en del av anläggningen, har en kapacitet av 2 700 platser.

Dagligen passerar 70 000 till 80 000 personer genom Nordstan.

Byggnaderna inom köpcentret objektnumrerades vid utbyggnaden. Objekt 1 och 2, mot Norra Hamngatan, byggdes 1965 till 1968 medan övriga objekt byggdes 1970 till 1976. Objekt 5, som ligger mellan Nordstadstorget och Nils Ericsonsgatan, har behållit sitt objektnummer och benämns fortfarande som ”Femman”.

Varuhuset är ett varuhus med specialaffärer (”köpmannavaruhus”) i tre plan (inklusive ett källarplan) och fyra överliggande kontorsplan. Det färdigställdes 1972 med en våningsyta av 51 900 kvadratmeter. I sydvästra respektive sydöstra hörnet av stadsdelen finns kvarlämnad äldre bebyggelse. Initiativ till förnyelsen hade tagits redan i slutet av 1950-talet.

Äldre bebyggelse

Före rivning och nybyggnad fanns ett äldre Östra Nordstaden som var emigranthotellens, lagerlokalernas, hantverkarnas 56

Nordstans köpcentrum sett från öster med objektnumrering. och småindustriernas samt ölstugornas kvarter. Bostäderna var få inom stadsdelen. Här startade också en gång Chalmers sin verksamhet som ”Chalmerska slöjdskolan”. Bebyggelsen dominerades av byggnader oftast i tre våningar, vilka uppförts efter de stora bränderna i början av 1800-talet. Underhållet var eftersatt, och området hade förslummats. Trots detta ifrågasattes rivningen och byggandet av ett centralt köpcentrum mycket starkt under 1960-talet av allmänhet och verksamma inom detaljhandeln.

Saneringen och nybyggnaden genomfördes helt i privat regi av tio byggföretag och investeringskostnaden omräknades 1996 till 2,3 miljarder kronor. Redan från början stöddes projektet av kommunen och dess ledande politiker.

Geotekniska förhållanden

Innan köpcentret byggdes konstaterades

jorden, under 1,5 till 3 m fyllning, bestå av lera till stort djup. Lerlagrets mäktighet var minst i det sydvästra hörnet med cirka 49 m. Mäktigheten ökar såväl mot öster som mot norr till cirka 90 m i de andra hörnen. Leran underlagras i dessa tre hörn av cirka 10 m friktionsjord ovan berget och av cirka 3 m friktionsjord i det fjärde hörnet mot sydväst. Undersökning av lerans kompressionsegenskaper ned till 40 m djup visade att den var normalkonsoliderad eller lätt överkonsoliderad med dåtidens betraktelsesätt, vilket betyder att leran är konsoliderad för rådande effektiva överlagringstryck. Däremot pågick sannolikt krypsättningar mot djupet, vilket inte var ett allmänt känt fenomen vid tiden då köpcentret byggdes. Äldre portycksmätningar, som visar övertryck mot djupet, kan tyda på detta. Idag är de sättningar som kan ses inom angränsande gatumark sannolikt orsakat av de uppfyllningBygg & teknik 1/10

ar som utförts över stora ytor historiskt sett. Denna uppfyllning har gett och ger upphov till krypsättningar.

Grundläggningsprinciper

Inom objekten 4 till 9 ligger källargolven på nivåer mellan +7,30 och +7,95. Gatunivån för den underbyggda gatan, som finns i källaren, är cirka +6,40. Grundläggningsnivåerna ligger, med hänsyn till olika tjocklekar hos bottenplattorna, mellan +5,90 och +7,30, men lokalt djupare vid bankvalv. Detta betyder schaktdjup mellan 5 och 6,5 m.

Objekten 4, 5, 6, 7 och 9 är grundlagda enligt kompensationsprincipen, vilket innebär att byggnadens tyngd inte överstiger avlastningen till följd av urgrävning för källarvåningen. Principen innebär att ingen ökning av vertikalspänningen åstadkoms i jorden till följd av byggnadernas tyngd förutsatt att portrycksförhållandena i leran inte ändras.

Dessa objekt är grundlagda med hel vattentät källarkonstruktion av betong. En del av byggnadstyngden tas av vattenupptryck mot bottenplattan. Resterande byggnadslast från väggar och pelare fördelas med hjälp av kohesionspålar av trä ned i den underliggande leran för att inte riskera ojämna sättningar på grund av ojämna belastnings- och konsolideringsförhållanden i plan. Pålarna är jämnt fördelade över byggnadsytan och har en

Bygg & teknik 1/10

längd av 18 till 20 m (utom objekt 4 som har 26 m långa skarvade träpålar koncentrerade under väggar och pelare).

För byggnadsdelar med stora spännvidder och liten vertikallast har vattenreglering åstadkommits så att grundvattentrycket i ett makadamlager under bottenplattan inte tillåts överstiga vissa värden.

Systemet håller även uppe vattentrycket under byggnaderna. Se vidare nedan under avsnittet ”Grundvattenreglering”.

Påbyggnad med lätta konstruktioner har utförts av objekt 3 (1982) och delvis objekt 7 (1991).

Ett alternativt grundläggningssätt med slagna, spetsburna betongpålar diskuterades inledningsvis. Detta övergavs av ekonomiska skäl, men även av att kunskaperna om hur påhängslaster på pålarna från den omgivande leran skulle hanteras var otillräckliga.

Det grundläggningssätt som valdes för Östra Nordstan är mycket lämpligt för centrums planerade utvidgning mot nordost inom Gullbergsvass (Centrala Älvstaden).

på en viss hög nivå för att full lastkompensation ska erhållas. ● under gator i källarplanet och för källardelar med ovanförliggande gårdar (lätta byggnadsdelar), eftersträvas ett lägre grundvattentryck för att inte bottenplattorna ska överbelastas till följd av upplyft.

För att åstadkomma olika regleringsnivåer är de olika ytorna åtskilda av träsponter nedpressade i leran och ingjutna i bottenplattorna. Samtidigt kan vatten såväl tillföras som avbördas från/till tankar och bassänger inom objekten 4, 5, 6 och 7 samt längs gatornas ränder under objekt 3.

För Femman gäller följande ursprungliga projekteringsförutsättningar: ● regleringsnivå under stora delar av byggnaden är satt till +10,20. ● regleringsnivån under central gård och omgivande underbyggda gator tillåts variera mellan +8,90 och +9,60.

Medelvattenståndet i de intilliggande kanalerna är +10,20.

Alla nivåer är angivna i Göteborgs lokala höjdsystem.

Grundvattenreglering

Mätning av grundvattentryck

Grundvattentrycket inom Östra Nordstan är reglerat enligt två principer i ett cirka 10 cm tjockt makadamlager mellan bottenplatta och underliggande lera: ● under vissa byggnader, objekten 4 till 7, eftersträvas att grundvattnet bibehålls

Redan i samband med byggande av de olika objekten mättes grundvattentrycket i observationsrör genom bottenplattorna.

Rören placerades längs de underbyggda gatorna och i objekt 7 (parkeringshuset).

För parkeringshuset tillförs vatten fortfa-

57

rande för att hålla uppe projekterat grundvattentryck. Observationsrören finns kvar och avläses varje månad av samfällighetsföreningen. Mätserien är obruten sedan objekten byggdes.

För Femman görs mätning i två tankar som vardera är avdelade i två hälfter.

Dessa mätningar visar grundvattentrycket längs Femmans periferi i de underbyggda gatorna och runt innergården. Noteringar finns om påfyllning och vattenståndsvariationer sedan 1980. Via tankarna kan även vatten fördelas ut i de omkringliggande lastgatorna och utanför sponten mot innergården vid behov. Mätningarna visar mycket små påfyllningsmängder och de avlästa grundvattentrycken har legat inom de intervall som avsågs vid projekteringen (max +9,60 och min +8,90 under gator och gård). Någon större avbördning har heller inte konstaterats.

Femmanhuset

Femmanhuset blev klart 1972 med ByggOleba och Siab som ägare och byggherrar.

Arkitekter var Sven Backström Leif Reinius AB, Stockholm, och byggnadskonstruktör var AB Jacobson & Widmarks Göteborgskontor. År 1980 sålde de ursprungliga ägarna fastigheten till fastighetsbolaget Hufvudstaden, som fortfarande äger fastigheten.

Byggnaden är grundlagd med en hel bottenplatta av betong försedd med en i stort jämnt fördelad kohesionspålning. Översida bottenplatta ligger i allmänhet på nivån +7,30 och undersidan på nivån +6,10. Med ursprunglig marknivå +12,5 innebar detta ett schaktdjup av 6,4 m. Över bottenplattan finns ett övergolv.

Pålgrundläggningen består av 18 m långa träpålar jämnt fördelade under bottenplattan med ett avstånd mellan pålarna i allmänhet av cirka 2,5 m. Längs fasaderna är påldelningen 1,5 gånger 2,0 m2 med ännu tätare sträckpålning i fasadlinjen. I medeltal finns det en påle per 6 m2.

För att få ett snabbt och rationellt byggande ställde myndigheterna krav på en hög grad av prefabricering av ingående byggdelar delvis med motiveringen att byggindustrin inte skulle ”överhettas”.

Detta innebar för Femmans del att valet föll på en prefabricerad pelarbalkstomme i stål med bjälklag av prefabricerade betongelement i samtliga plan över det platsgjutna bottenbjälklaget och de platsgjutna källarväggarna.

De undre planen i byggnaden med affärer och varuhus har bjälklagselement av TT-kassetter, de övre kontorsvåningarna har bjälklag av håldäckselement. Den översta våningen, som främst utgörs av installationsutrymmen, är byggd med lätt stålstomme.

Primärstommen är uppbyggd med svetsade pelare och svetsade bjälklagsbalkar. Pelardelningen är 9,6 m både i primär- och sekundärriktningen. Bjälklagsbalkarna, som består av I-profiler och 58

hattprofiler, är inhängda i pelarnas sidor vilket innebär att både pelare och bjälklagsbalkar till stor del är kontinuerliga genom byggnaden både i horisontell och vertikal riktning. Pelarna har samma tvärsnitt genom två våningar varefter de successivt minskar uppåt i byggnaden i takt med att vertikallasterna minskar.

Byggnaden stabiliseras horisontellt av glidformsgjutna trapphus. Bjälklagen utgör styva skivor mellan trapphusen. I pågjutningen på bjälklagselementen är plattstål ingjutna. Plattstålen ligger geometriskt som ett plant fackverk mellan trapphusen och förstärker skivverkan i bjälklagen.

Byggnaden är totalkompenserad och kunde teoretiskt sett vara grundlagd utan pålar. Kvarlämnade pålar från äldre bebyggelse befarades dock ge upphov till skillnader i deformationsegenskaper hos underliggande jord vilket ansågs kunna påverka bottenplattan negativt. Dessutom ansågs pålningen kunna motverka den hävning av leran som avschaktningen för källaren gav upphov till, vilket visade sig vara riktigt.

Grundläggningsprincipen var ett embryo till grundläggning med samverkan mellan bottenplatta och kryppålning (kohesionspålar utnyttjade till krypbärförmågan) och tillkom på initiativ av Sven Hansbo, då verksam som professor i geoteknik på Chalmers och som konsult på J&W.

Sättningsmätningar i Femman

För Femman utfördes omfattande mätningar av last-/sättningssamband som ett forskningsprojekt på Chalmers i samband med att byggnaden uppfördes under åren 1971 och 1972. Vid uppbyggnaden uppkom sättningar av storleksordningen 20 till 50 mm, vilket är normalt, simultant med att lasten ökade. Fortsatta sättningsmätningar av cirka tjugo dubbar har däref-

ter utförts av J&W (nu WSP) varje år sedan 1989 på uppdrag av fastighetsägaren Hufvudstaden. Dessa senare avvägningar visar inga eller mycket små sättningar.

Byggnaden har satt sig enligt följande under perioden 1989 till 2009: ● Nordvästra hörnet (P3) 2 mm. ● Nordöstra hörnet (V8) 8 mm. ● Sydvästra hörnet (V17) 0 mm. ● Sydöstra hörnet (V13) 25 mm.

Den största sättningen har observerats mot Nils Ericsonsgatan, där avlastningen till följd av urgrävningen för källaren är minst. Mot denna sida kan även påhängslaster från omgivande mark ha uppkommit mot källarvägg och längs de yttre pålarna. Den största sättningen under perioden 1989 till 2009 är 25 mm vilket motsvarar en sättningshastighet av 1,25 mm/år. Detta är hälften eller mindre än hälften av vad som anses vara en vanlig sättningshastighet för kohesionspålade byggnader i Göteborg. Avvägningarna är utförda relativt en stålstång i en påle som är nedslagen till fast berg inne i byggnaden.

Projekterad påbyggnad av Femman

Tyngden av den nuvarande byggnaden beräknas till 93 kN/m2. Denna tyngd bärs av vattentryck mot bottenplatta och av pålarna i samverkan med leran.

Med marknivån +12,5 före byggande och en tunghet av 18 kN/m3 för 2 m sand ovan lera med en tunghet av 16 kN/m² blir – på grundläggningsnivån +6,1 – den totala avlastningen 106 kN/m2. Med projekteringsantagandet av en grundvattenyta på nivån +10,2 innebär detta ett vattenupptryck av 41 kN/m2 och en effektiv avlastning av cirka 65 kN/m2. Vid normalkonsoliderad lera, (OCR ungefär lika med 1,0) motsvarar det effektiva trycket 65 kN/m2 ungefär förkonsolideringstrycket på denna nivå. Leran under objekt 5 ansågs vara normalkonsoliderad eller lätt

Sättning 1989 till 2009 enligt avvägda dubbar illustrerat för Femmanhusets fyra hörn. Sammanlagt avvägs 18 dubbar inom byggnaden.

Bygg & teknik 1/10

överkonsoliderad enligt den provningsmetodik som tillämpades vid byggandet.

Byggnaden är således väl totalkompenserad, utan hänsyn till pålarna, med dessa förutsättningar: (93 - 41) - 65 = -13 kN/m2.

Grundvattentrycken under de tyngre delarna av Femman mäts inte längre. I omgivande underbyggda gator och gården inom Femman är dock vattentrycket reglerat. Ett vattentryck motsvarande nivån +9,5 har här mätts sedan byggnaden uppfördes. Om antagandet görs att denna trycknivå råder även under byggnadens tyngre delar så betyder detta att leran i grundläggningsnivån belastas med ytterligare cirka 7 kN/m² eftersom vattentrycket är lägre. Spänningsbilden i grundläggningsnivån blir då: (93 - 34) - 65 = -6 kN/m2.

Byggnaden är således totalkompenserad även med detta antagande och fortfarande utan hänsyn tagen till pålarna, som omfördelar spänningarna till större djup under bottenplattan.

Med antagande om en påbyggnad med lasten 10 kN/m² blir spänningsbilden följande (93 + 10 - 34 - 65 = -4 kN/m2.

Byggnaden är således även efter en påbyggnad (en ny kontorsvåning och uppflyttning av installationsvåning) nästan totalkompenserad utan hänsyn till pålarna och med antagen vattentryckssänkning.

Betraktelsen kan också göras på ett annat, mer korrekt, sätt med beaktande av den lastbärande och sättningsreducerande

FOTO: LENNART SVENSSON Bygg & teknik 1/10

effekt som pålarna har. Med antagande att pålarna belastas till sin kryplast så motsvarar pålarnas bärande förmåga 46 kN/m² med en påle per 6 m2.

Byggnaden bärs således primärt av: ● vattentryck (+9,5), vilket ger ett upptryck av 34 kN/m². ● pålarna belastade till kryplasten, vilket motsvarar 46 kN/m² vilket för ner lasterna djupare i leran. ● kontakttryck lera/bottenplatta (93 - 34 46) = 13 kN/m2, vilket ska jämföras med den effektiva avlastningen (förkonsolideringstrycket) på grundläggningsnivån som är 65 kN/m2. ● efter påbyggnad blir kontakttrycket lera/bottenplatta 93 + 10 - 34 - 46 = 23 kN/m2, vilket motsvarar 35 procent av den effektiva avlastningen på grund av urschaktning för källaren.

Sannolikt ta pålarna en större andel av lasten varför kontakttrycket platta/lera blir lägre.

Vid projekteringen bestämdes pålantal och pålplacering av ett belastningsfall i vilket vattentrycket tilläts sjunka till nivån för bottenplattans undersida. Byggnadens last togs vid denna betraktelse upp av pålarna (cirka 46 kN/m2) tillsammans med kontakttryck mellan bottenplatta och lera (resterande cirka 47 kN/m2).

Slutsatsen blir att en påbyggnad med en våning (byggnadens tyngd ökar med cirka 10 kN/m2) mycket väl kan omhändertas av byggnadens befintliga grundläggning utan någon märkbar ökning av

de pågående sättningarna. Påbyggnaden planeras också mot väster, mot Nordstadstorget, där uppmätta sättningar och sättningshastigheter är som lägst. Däremot behöver byggnadens pelarstomme delvis förstärkas.

Den aktuella påbyggnaden med ett kontorsplan, som relativt marginellt höjer byggnaden, påverkar främst lasterna på underliggande pelare. Pelarna i byggnaden byter tvärsnitt vid vartannat bjälklag och är ganska ”nätt” dimensionerade från början. Pålastningen med exempelvis ett våningsplan innebär att pelarna i våningen direkt under klarar den tillkommande lasten. Pelarna ytterligare en våning ner, som redan från början var mer utnyttjade, riskerar då att överlastas i vissa lägen varför viss förstärkning behövs i vissa pelarlägen. Längre ned i byggnaden är lastökningen relativt sett mindre än i byggnadens övre delar, vilket innebär att förstärkningar här inte bedöms som nödvändiga mer än i speciella lägen.

■

Referenser

Martin Fritz (1997): Nordstan – från gårdagens vision till dagens affärscentrum”, Tre Böcker Förlag AB. Sven Hansbo, Erlig Hoffman & Jörgen Mosesson: Östra Nordstaden, Gothenburg, Experiences concerning a difficult foundation problem and its unorthodox solution, artikel presenterad vid en geoteknisk konferens i Moskva 1973.

Interiör från varuhuset Femman i december 2009.

59

Geocenter

Geotech 607 34 års erfarenhet av geoteknisk utrustning!

Peter Hansson 070 7601430 Geotech 604 04

Försäljning, service, reparationer och specialtillverkning!

Fd J&W, Tyréns , Georent, Geotech, HAFO Uppsala och Stockholm

Täckskiktsmätare Micro Covermeter 8020 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

60

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

Bygg & teknik 1/10

Stora pågående och framtida projekt:

Deformations- och portrycksövervakning i samband med anläggningsarbeten

Ett av de största projekten i Västsverige just nu är Väg E45 och Norge-Vänerbanan där en ny fyrfilig motorväg och ett dubbelspår dimensionerat för höghastighetståg byggs i Göta älvdalen mellan Göteborg och Trollhättan, se bild 1. Vägen och järnvägen ska stå färdiga år 2012 och kommer då att omfatta cirka 75 km fyrfälts väg och höghastighetsjärnväg mellan Göteborg och Trollhättan till en kostnad av cirka tio miljarder kronor. Sträckan har delats upp i sexton deletapper, vilka bland annat innehåller cirka 50 broar och tunnlar, femton trafikplatser och sju nya pendeltågstationer. Detta reducerar dagens restid per tåg mellan Göteborg och Trollhättan med nästan 50 procent och möjliggör sträckan på cirka 30 minuter.

FOTO: FLYGFOTOGRAF BJÖRN SÖDERSTRÖM Bygg & teknik 1/10

Även restiden till Norge och Oslo förkortas avsevärt.

Några andra aktuella exempel på stora projekt i regionen och några som i framtiden kommer att bli aktuella är; Partihallsförbindelsen, Godstågsviadukten, Hamnbanan till Göteborgs hamn, Marieholmstunneln, Götalandsbanan och Västlänken.

Detta är omfattande infrastrukturprojekt med sammanlagda investeringar i mångmiljardbelopp.

Projekten är i flera fall även stadsnära eller byggs på geotekniskt besvärlig mark varför kontroll och uppföljning av omgivningspåverkan är nödvändig för att säkerställa att inga skador uppstår på närliggande anläggningar eller fastigheter.

Smarta och innovativa grundläggningsmetoder kan i kombination med verifierande mätningar ofta innebära att konstruktionslösningarna ytterligare kan effektiviseras. Eftersom projekten innebär mycket stora kostnader ger även små procentuella effektiviseringar stora faktiska besparingar. Så har varit fallet med Väg E45 och Norge-Vänerbanan, där omfattande mätning och sättningsstudier medfört att grundläggningsförstärkningen med kalk- och cementpelare (så kallade kc-pelare) kunnat minskas med bibehål-

Artikelförfattare är Daniel Svärd, geotekniker på Norconsult, Göteborg.

len funktion och säkerhet. Det har inneburit besparingar på åtskilliga miljoner kronor.

Kontroll vid E45:an och NorgeVänerbanan

För att undvika skador på byggnader och anläggningar samt för att säkerställa att inga skred inträffar kan geoteknisk kontroll exempelvis ske med deformationsoch portrycksövervakning. Detta ger en god information om huruvida påverkan från bland annat pålning eller kc-pelare medför att de förväntade deformationerna håller sig inom acceptabla gränser. För att en övervakning ska bidra på bästa sätt krävs att de näst intill oundvikliga deformations- och portrycksförändringarna har analyserats och storleksmässigt utvärderats innan mätningen startar. Deforma-

Bild 1: Befintlig väg E45 och järnvägen Norge-Vänerbanan inklämda mellan Göta älv och berget.

Till höger hur det kommer att se ut framtiden.

ILL. LARS SIMONSEN, NORCONSULT

Flera omfattande anläggningsprojekt är under produktion eller har nyss avslutats i Västsverige och ytterligare är under planering eller i projekteringsskede. I dessa projekt ställer beställarna allt oftare krav på kontroll och övervakning för att minimera omgivningspåverkan från byggverksamheten.

61

tionsanalysen bör sedan sammanfattas i ett kontrollprogram som styr hur mätningen och övervakningen ska utföras.

Risken är annars att mätningen enbart sker för mätandets skull och att resultaten från denna mätning skapar förvirring och till och med stillestånd i produktionen, vilket är fördyrande.

För projektet E45/Norge-Vänerbanan ska vägen och dubbelspåret bitvis byggas i en smal korridor mellan Göta älv och berget. De låglänta strandängarna är sanka och översvämmas ofta. Leran som vägen och järnvägen ska grundläggas på är delvis mycket lös, sensitiv/kvick och sättningsbenägen, vilket medför att uppfyllningar för vägbank och banvall är problematiska. Göta älvs strandkanter är dessutom skredkänsliga och har bitvis låg säkerhetsfaktor mot skred. Historiskt har flera stora skred inträffat just här.

För att säkra väg och järnväg från framtida mer frekventa högvattennivåer blir vägbank och banvall relativt höga. Grundläggningen av dessa bankar sker genom installation av kc-pelare i leran. Denna metod löser i princip både sättnings- och stabilitetsproblemen. Även de grundläggningsmässiga problem som höghastighetståg på lös lera genererar löses med denna grundläggningsmetod. Installationen av kc-pelare sker generellt ner till ett djup av cirka tjugo meter. Den så kallade täckningsgraden (procentuell andel kc-pelare jämfört med oförstärkt jord) uppgår generellt till cirka 40 procent i markytan och minskar med djupet till cirka 15 till 20 procent. Olika täckningsgrad mot djupet medför att deformationerna från kc-pelarna i de övre delarna av leran blir mer omfattande än deformationerna på större djup.

Installationen av kc-pelare sker med ett inblandningsverktyg som roteras ner och upp genom leran samtidigt som en blandningen bestående av kalk/cement med högt tryck blåses ut i leran, se bild 2. Lerans hållfasthetsegenskaper i pelaren ökar därmed till de önskvärda beroende på METODBLAD 1 inblandningsmängden och samman sättKC-pelare ningen av blandningen.

Kalkcementpelare

Bild 3: Inklinometerövervakning av en geotekniskt riskabel sektion.

Att utföra förstärkning med kc-pelare i ett område med befintlig låg stabilitet kan vara riskabelt. Anledningen är att installationen kan medföra att höga tryck i leran (porvattenövertryck) bildas liksom att stora deformationer kan uppstå i leran på grund av massundanträngning. Risken med höga portryck i lera (och eventuella inlagrade sandskikt i leran) är att portrycket ”lyfter” upp en potentiell skredyta så att en annars ofarlig glidyta övergår till att bli ett verkligt skred, se bild 3.

Därför är det viktigt att beräkna och bedöma hur höga portryck och hur stora deformationer som kan tillåtas utan att de riskerar att utlösa skred. Med kunskapen om vad som är kritiska portryck och deformationer kan ett lämpligt kontroll- och övervakningsprogram upprättas, vilket även bör omfatta ett i förväg utarbetat handlingsprogram med lämpliga åtgärder för eventuella ”övertramp”. Därmed kan grundförstärkningarna utföras kontrollerat utan att säkerheten äventyras.

I bild 4 visas ett exempel på hur tryckstegringen successivt ökar i takt med att byggandet av vägen och järnvägen vid Göta älv framskrider. Mätningen är ut-

förd på fem respektive tio meters djup under markytan och tryckstegringen motsvarar cirka 1,5 (15 kPa) respektive 3,5 (35 kPa) meters vattenpelare. Vad som är ett farligt portryck måste analyseras i varje enskilt fal.

Mättekniska principer för övervakningssystem

Deformationsmätning med inklinometer, teoretiskt enkelt men med avancerade instrument. Principen för att mäta horisontella deformationer har olika mätmöjligheter. Mätningen i x-, y-, och zriktningen kan ovan markytan enkelt ske genom så kallad geodetisk mätning, vilket är standard inom anläggningsbranschen. Nackdelen är att metoden endast kan mäta deformationen ovan markytan.

Det finns i princip endast en teknik för att mäta deformationen orsakade av olika grundläggningsmetoder under markytan: deformationsmätning med inklinometer, vilken mäter x- och y-led över djupet (z).

En inklinometer är ett mycket känsligt mätinstrument som mäter vinkeln mot lodlinjen genom att registrera jordaccelerationen (g-kraften). Denna typ av mätin-

ändas bl.a. ka stabiliteankar, djuetoden anordar.

dningsverkäget vänds ningen maion. Pelare ametern är installeras verlappning ra mönster r singulära

omgivande asthet och lt ökar hålld.

del kan anönskad efalk och cekommer.

ållanden

buller och mt utnytt-

Bild 2: Kc-pelarinstallation.

Observera Speciell uppmärksamhet bör ägnas åt kontroll och uppföljning. ”Aktiv design” bör tillämpas, vilket innebär 62att en preliminär design, baserad på förprovning, följs upp med provning och kontroller under byggskedet som i sin tur ligger till grund för eventuella justeringar av konstruktionen/utförandet.

Bild 4: Portrycksökningar från byggandet av järnvägen Norge-Vänerbanan.

Bygg & teknik 1/10

eller presenteras och tolkas felaktigt. Historiskt har det förekommit fall av övervakning med utrustning som inte har varit fullt funktionsduglig eller inklinometergivare som varit felaktigt känsliga för olika typer av störningar (magnetism och dylikt). Även installation av utrustning och presentation av data har i vissa fall utförts felaktigt. Alla typer mätutrustning måste givetvis hanteras med kunskap och endast användas inom de tekniska begränsningar som utrustningen har skapats för. För att undvika feltolkningar måste därför eventuella begränsningar i installation eller redovisning av data ska på ett tydligt sätt för de som använder övervakningsinformationen.

Portryck, teoretiskt och enkel metod.

Principen för att mäta portrycket är enkel; en portrycksspets installeras i jorden.

Spetsen har ett keramiskt filter som vattnet i marken tillåts tränga in i och sedan vidare in i en mätkammare, se bild 3.

Vattentrycket i mätkammaren registreras och mätdata kan avläsas manuellt eller automatiskt via en kabel upp till markytan. För det automatiska portryckssystemet är loggnings och övervakningsprincipen samma som för det ovan beskrivna inklinometersystemet (datalogger, GSMsändare, server och vidare till användarnas datorer och mobiltelefoner vid larmvärden)

Lämpliga larmgränser och faran med orimligt ansatta larmgränser

På många etapper av E45:an och Norge-

Vänerbanan har rälsens deformationsbegränsning på 20 mm använts som geoteknisk larmgräns oavsett avstånd från rälsen eller oavhängighet av djupet under markytan. Att sätta en larmgräns som är lägre än förväntad/beräknad deformation är olyckligt och riskabelt eftersom detta medför att antalet larm blir onödigt många och regelbundet återkommande.

Därmed förlorar ett larmsystem i respekt och kan i värsta fall till och med ignoreras helt. Ett mer realistiskt exempel på hur deformationsövervakning använts för aktiv geoteknisk uppföljning är på etappen Bohus-Nödinge (entreprenad E32) av Norge-Vänerbanan, där förväntade deformationer och larmgränser ansatts till mer realistiska värden. De ursprungliga och föreskrivna larmgränserna (20 mm) var nämligen tvungna att ändras till mer realistiska larmvärden då de ursprungliga överskreds omgående.

Resultatet av en deformationsgraf visas i bild 6. Inklinometergrafen visar en deformation vid markytan av cirka 80 mm som successivt avtar med ökat djup.

Deformationen i grafen följer den generella och förväntade trenden för detta byggprojekt och är uppmätt på ett avstånd av cirka tre till fem meter från järnvägens kc-pelarförstärkning. Deformationen är inte att betrakta som geotekniskt kritisk.

Om grafen istället hade visat en deformation på större djup och visade plötsliga tvära horisontella deformationer hade detta kunnat indikera att en skjuvzon för ett skred höll på att utvecklas, se bild 3.

Djup [m]

strument kallas även för accelerometer.

När inklinometern börjar luta ur sin lodlinje (på grund av deformationer i marken) registreras detta som en förändring av jordaccelerationen och denna förändring tolkas till en lutning/vinkeländring.

Installationen av en automatiskt registrerande inklinometergivare sker genom att ett rör borras ner i marken, helst till fast botten så som berg. Inuti detta rör installeras sedan ett antal inklinometergivare i en serie med bestämda inbördes avstånd (som regel två meter). Alla dessa givare kopplas via toppen av röret till en datalogger och GSM-sändare. Denna logger och sändare samlar in och sänder iväg mätdata till en server med önskvärda tidsintervall. Servern bearbetar de inkomna mätdata och utför förutbestämda kontroller av vinkeländringar och deformationer, för att avgöra om någon larmgräns har överskridits. Om så är fallet skickar servern ut larm i form av e-post och SMSmeddelande till brukarna av mätövervakningen, se bild 3.

Bilden 5 visar installationen av en av alla de inklinometergivare som ska installeras och sänkas ner i inklinometerröret.

För att erhålla en deformationsgraf mot djupet integreras med hjälp av uppmätta vinklar och kända installationsavstånd mellan givarna en sammanhängande horisontell deformation för alla givarna. Med beräkningsförutsättningen att botten av inklinometerröret är installerat i fasta jordlager eller berg och därmed är fixerad, kan den absoluta deformationen genom hela jordprofilen presenteras som en graf utgående från botten. Med andra ord är mätmetoden teoretisk enkel fast använder avancerade och känsliga mätinstrument.

Eftersom mätutrustningen är känslig måste den hanteras och utvärderas på korrekt sätt för att inte mätvärdena ska bli fel

Bild 5: Installation av en automatisk inklinometergivare i ett inklinometerrör.

Bygg & teknik 1/10

Deformation [mm] Deformation [mm]

Bild 6: Uppmätta deformationer mot djupet.

Larmgränserna är de yttre trattliknande linjerna.

63

Erfarenheter från utförda mätningar vid väg E45 och Norge-Vänerbanan

Erfarenheten från de omfattande mätningarna som utförts i framförallt Göta älvdalen är att mätsystemen fungerar utmärkt, är stabila och har givit en mycket god kontroll av hur deformationer utbildats mot djupet i marken. Därmed har grundförstärkningen av E45:an och Norge-Vänerbanan kunnat utföras säkert i den bitvis mycket lösa, sensitiva/kvicka och skredkänsliga strandzonen. För sträckan Göteborg till Trollhättan återstår ännu omfattande grundförstärkningar.

Ett flertal kommuner och även statliga myndigheter som SGI använder även deformations- och portrycksövervakning för befintliga och naturliga slänter i områden som inte kan klassas som geotekniskt stabila. I sådana befintliga slänter kan mätövervakningen innebära att en väl genomtänkt projektering av förstärkningsåtgärder hinner genomföras istället för att en utrymning/avstängning och akuta stabilitetsåtgärder måste utföras.

Som en av leverantörerna av mätteknisk utrustning till infrastrukturprojekt i Göta älvdalen anser vi att de föreskrivna deformationsgränserna nu har blivit mer realistiska från det att projektet inleddes, men att dessa gränsvärden ytterligare kan förbättras. Geotekniska deformationslarm bör endast skickas när så är geotekniskt befogat och övriga larm för spårdeformationer och annan övervakning bör separeras från den geotekniska bevakningen.

Alternativt kan olika larmgränser och larmutskick skickas till olika personer.

Risken är annars att respekten för larmgränserna avtar.

Deformationsövervakningen som ovan har beskrivits lämpar sig synnerligen väl

64

Total horisontalförskjutning vid KC-pelarinstallation 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0

5

10

15

20

25

30

avstånd från KC-pelare [m]

Bild 7: Generell horisontalförskjutning vid markytan för E45 och Norge-Vänerbanan. tillsammans med deformationsberäkningar så som FEM-beräkningar (Finita Element beräkningar), vilka visar när och var kritiska deformationer förväntas uppstå.

Denna typ av beräkningar i kombination med tidigare erfarenhetsmässiga uppmätta deformationer kan ge en mycket god modell för vad och hur ett kontrollprogram bör utformas.

Ytterligare erfarenheter från E45 och Norge-Vänerbanan är att deformationerna följer det mönster som visas i grafen i bild 7. Deformationerna varierar givetvis med lokala markförhållandena, installationsmängd av kc-pelare eller annan grundförstärkning.

Slutsatser

Rätt planerad, utförd och utnyttjad kan en ofta nödvändig mätövervakning även innebära stora besparingar då informatio-

●

nen kan nyttjas till att effektivisera pågående och planerade konstruktionslösningar. ● Mätsystemen för portrycks- och deformationsövervakning är pålitliga under förutsättning att mätinstrumenten används för dess tilltänkta funktion. Viktigt är att eventuella begränsningar tydligt kommuniceras till användare av mätsystemen för att undvika feltolkningar av mätdata. ● Kontrollprogram bör vara väl genomtänkta för att skapa största möjliga mervärde. I annat fall kan kontrollprogrammen, i motsatts till avsett syfte, skapa förvirring och onödiga projektkostnader. ● Ett tillfälligt installerat mätsystem kan för vägar och bostadsområden möjliggöra projekteringstid för att hinna utföra en väl genomtänkt utformning av en befintlig slänt med låg säkerhet utan att säkerheten äventyras.

■

Bygg & teknik 1/10

Avslutning av långtidsprojekt:

Korrosion på stålpålar och stålbalkar i jord För snart 30 år sedan, år 1980, inledde dåvarande Korrosionsinstitutet (nu Swerea Kimab) tillsammans med Statens geotekniska institut ett långtidsprojekt rörande korrosion på metaller i olika jordarter. En del av proverna utgjordes av massiva stålpålar med X-profil och stålbalkar i form av grova plattstänger.

Projektet är unikt, även internationellt sett, genom pålarnas och balkarnas långa exponeringstid (nära 30 år) i jord. Ingen annan stans i Världen har stålpålar och stålbalkar exponerats i jord under så lång tid för undersökning av korrosionen och under så kontrollerade förhållanden som i detta projekt.

Stålpålarna och stålbalkarna har varit exponerade samtidigt i jord på fem provningsplatser med olika jordart på olika håll i Mellansverige, se nedtill i diagrammet i figur 1. Pålarna utgjordes av 2,5 meter långa, massiva stålpålar med X-profil.

Stålbalkarna utgjordes av två meter långa, grova plattstänger. Pålarna slogs ned vertikalt i den ostörda och täta jorden på provningsplatserna på så sätt att de kom att gå ned genom grundvattenytan. Balkarna grävdes ned stående i provgropar några meter från pålarna. I samma provningsgropar lades dessutom balkar dels över dels under grundvattenytan. Den uppgrävda jorden återfylldes över balkarna. Balkarna kom således att hamna i omgrävd och uppluckrad jord och dessutom i olika positioner i förhållande till grundvattenytan. Provningsplatsernas jorarter och deras kemiska sammansättning samt hur proverna placerades i jorden beskrivs mera ingående i kapitel 3 i Camitz, Bergdahl & Vinka (2009).

Genom att flera pålar och balkar drevs ned respektive grävdes ned på varje provningsplats var det möjligt att ta in prover efter olika långa exponeringsperioder i jorden och därigenom studera hur korrosionen utvecklades med tiden. På så sätt Artikelförfattare är Göran Camitz och Tor-Gunnar Vinka, Swerea Kimab, Stockholm.

Bygg & teknik 1/10

kunde man få värden på korrosionshastigheten efter 5, 9, 20 och 29 års exponering i jord.

Två omfattande fältprojekt

Visserligen fanns det redan när detta projekt startades ett annat omfattande fältprojekt med stålpålar nedslagna i olika typer av jord runt om i Sverige. Detta äldre projekt drevs i samarbete mellan geotekniska kontoret vid Statens Järnvägar (nu Banverket) och Korrosionsinstitutet, se kapitel 5 i Camitz (1994). Men pålarna i det projektet stod helt och hållet under grundvattenytan. Man frågade sig därför om det kunde uppstå förstärkta korrosionsangrepp i och närmast omkring grundvattenytan. I det nya projektet ville man således studera framför allt två förhållanden: a) korrosionen i och närmast omkring grundvattenytan, och b) skillnaden mellan korrosionen på stålkonstruktioner i ostörd och tät jord och korrosionen i omgrävd och luftad jord.

Syftet är att öka kunnandet om korrosionen på lastbärande stålkonstruktioner i jord och därigenom förbättra säkerheten vid dimensionering av pålar i framförallt grundläggningar av broar och byggnader.

Meningen är också att resultaten ska utgöra underlag för utarbetande av ett så kallat Nationellt tillägg om korrosion (dimensionering av pålars ”rostmån”) i normtexten i den europeiska standarden,

Eurokod SS-EN 1993-5, Dimensionering av stålkonstruktioner – Del 5, Pålar och spont. Med ”rostmån” menas överdimensionering av pålens stålgods med hänsyn till väntad dimensionsminskning som följd av korrosionen under pålens brukstid.

Utvärdering av korrosionen

Detta långtidsprojekt håller nu på att avslutas. Pålarna och balkarna, som stått respektive legat i jorden under 27 år, tas upp för inspektion med avseende på hur korrosionen har utvecklats under den förhållandevis långa exponeringstiden. En omgång pålar och balkar lämnas kvar i jorden för en eventuell framtida upptagning och utvärdering. Rostskiktet tas bort från pålarna och balkarna genom lättblästring med sandbemängt vatten. De rengjorda proverna vägs sedan med stor noggrannhet. Varje påles och balks vikt kan då jämföras med deras ursprungliga vikt innan neddrivningen respektive nedgrävningen. På så sätt får man fram deras massförlust (viktminskning), som orsakats av korrosionen.

Massförlusten räknas sedan om till en så kallad ”medelavfrätning”. Med detta menas hastigheten för korrosionen utslagen i medeltal över hela pålen/balken och i genomsnitt per år under hela exponeringsperioden. Medelavfrätningen kallas också ”jämn korrosion” och uttrycks som

Massförlustbestämd medelavfrätning

Figur 1: Korrosionshastighet (medelavfrätning) på nedslagna stålpålar efter olika lång exponeringstid i jord vid olika provningsplatser.

65

Tidigare i projektet har försök gjorts att söka samband mellan medelavfrätningen och olika jordparametrar. Se bland annat, Bengtsson, Bergdahl, Camitz & Vinka (2002). Det visade sig att det starkaste sambandet är med jordarten. Denna observation ledde till att man för Pålkommissionen utarbetade förslag på ”dimensionerande rostmån” för stålpålar i olika jordlagerföljder, Appendix 2 i Camitz (1994). Nyare erfarenheter från det här beskrivna långtidsprojektet och andra undersökningar har emellertid gjort att man överväger att justera värdena något på ”dimensionerande rostmån” från 1994 år utredning.

Korrosionsrapporter från Pålkommissionen

Nedslagning av provpåle på provningsplats Enköping/Ryda.

korrosionshastighet i µm/år (tusendels millimeter per år). Därefter kapas pålarna och balkarna i tvådecimeterslängder. Varje sådan stålbit vägs och vikten jämförs med motsvarande bits ursprungsvikt, varvid man får medelavfrätningen i olika avsnitt utmed pålen/balken. Dessutom mäts de djupaste lokala korrosionsangreppen på varje tvådecimeterslängd. På analogt sätt får man då ”maximal lokal korrosion” (maximal lokal dimensionsminskaning) i olika avsnitt utmed pålen/balken.

Hastigheten för den lokala korrosionen uttrycks också i µm/år. Efter bearbetning kommer korrosionsvärdena att kunna ligga till grund för förslag på ”dimensionerande rostmån” för lastbärande stålpålar, stålspont och stålbalkar i jord.

Korrosionshastigheter

Hittills i denna kampanj med provintagningar har endast medelavfrätningen för en del av pålar intagna efter 27 år i jorden utvärderats. Utvärdering av balkarna och övriga pålar från samma provintagning pågår för närvarande. Utvärdering av korrosionen (både medelavfrätning och lokal korrosion) efter 5, 9, och 20 års exponering har gjorts tidigare, se kapitel 3 i Camitz, Bergdahl & Vinka (2009). De värden på medelavfrätningen för stålpålarna, som hittills har tagits fram efter de olika långa exponeringstiderna, visas i diagramform i figur 1.

Det framgår av stapeldiagrammet att hastigheten för medelavfrätningen är låg över lag. Skillnaden mellan de olika provningsplatserna är endast några få tusendels millimeter per år (µm/år). Observera att upplösningen är mycket stor för korrosionshastigheten på diagrammets Y-axel.

Vidare är korrosionshastigheten ungefär lika efter de olika exponeringsperioderna för varje provningsplats. Det innebär att korrosionen inte minskar med tiden, utan att den är i stort sett lika år från år.

66

Pålkommissionen har under en tjugoårsperiod givit ut ett antal rapporter om korrosion på stålpålar och stålspont. I början av 1990-talet genomfördes i Pålkommissionens regi en sammanställning av svenska och utländska erfarenheter från fältundersökningar av korrosion och korrosionsskydd av stålpålar och stålspont i jord och vatten, Camitz (1994). Denna rapport innehåller också, som nämnts ovan, värden på ”dimensionerande rostmån” för pålar och spont. Några år senare gav Kommissionen ut anvisningar för dimensionering av så kallade slanka stålpålar, Bengtsson, Berglars, Hultsjö & Romell, (2000). Rapporten behandlar bland annat ”dimensionerande rostmån” på stålpålar i jord.

I början av 2000-talet gjordes en statistisk bearbetning av det mycket stora antalet mätvärden på korrosionen på neddrivna pålar, som hade tagits fram i Statens Järnvägars och Korrosionsinstitutets stora fältundersökning, Bengtsson, Bergdahl, Camitz & Vinka (2002). För ett par år sedan gjordes en utredning om korrosion på skarvar och bergskor av stål till pålar av olika material, Camitz & Bergdahl (2007).

Nyligen ansåg man att det behövdes en ny sammanställning av erfarenheter av korrosion på stålpålar i jord, som skulle täcka in undersökningar som gjorts sedan den första sammanställningen gjordes i början av 1990-talet. Utöver korrosion på stålpålar omfattar denna sammanställning samtliga Korrosionsinstitutets undersökningar genom tiderna av korrosion på prover av kolstål, varmförzinkat stål och rostfritt stål i jord, Camitz, Bergdahl & Vinka (2009).

Slutord

Den samlade erfarenheten från alla bearbetade fältundersökningar av korrosion i jord visar att korrosionen på stålpålar oftast kan kompenseras med en rostmån (överdimensionering). Detta fordrar dock att den lokala jordlagerföljden är känd genom provtagning. I de fall pålarna behöver ett extra korrosionsskydd kan de metoder tillämpas som beskrivs i, Camitz (1994).

■

Uppdragning av provpåle på provningsplats Sollentuna. Överdelen är rödrostig och har befunnit sig i syrerik jord ovan grundvattenytan. Nederdelen har befunnit sig i syrefattig jord iunder grundvattenytan och är svartrostig.

Referenser

Bengtsson, Å, Berglars, B, Hultsjö, S, & Romell, J, (2000): Dimensioneringsanvisningar för slagna slanka stålpålar.

Rapport 98. Pålkommissionen, Linköping, 2000. (Pålkommissionen, c/o Statens geotekniska institut, Linköping).

Bengtsson, P-E, Bergdahl, U, Camitz, G & Vinka, T-G, (2002): Statens Järnvägars undersökning av korrosion på stålpålar i jord – Statistisk bearbetning. Information 2002:1. Pålkommissionen, Linköping, 2002. Finns även på Pålkommissionens hemsida på internet: www.palkommissionen.se.

Camitz, G, (1994): Korrosion och korrosionsskydd av stålpålar och stålspont i jord och vatten. Rapport 93. IVA Pålkommissionen, Linköping, 1994. (Pålkommissionen, c/o Statens geotekniska institut, Linköping).

Camitz, G, & Bergdahl, U, (2007): Korrosion på stål i beslag till pålar av trä, betong och stål. Rapport under utgivning vid Pålkommissionen. Pålkommissionen, Linköping. (Pålkommissionen, c/o Statens geotekniska institut, Linköping).

Camitz, G, Bergdahl, U, Vinka, T-G, (2009): Stålpålars beständighet mot korrosion i jord – En sammanställning av kunskaper och erfarenheter. Rapport 105.

Pålkommissionen, Linköping, 2009. (Pålkommissionen, c/o Statens geotekniska institut, Linköping).

Bygg & teknik 1/10

Vi är specialister på Geosynteter

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

Vi importerar och levererar

geotextil och geonät

TenCate Polyfelts förstklassiga kvalitetsprodukter erbjuder dig optimala lösningar på tekniska problem.

För mer information och teknisk rådgivning Hasse Rönnlöv, tfn. 08-625 63 21, fax 08-19 84 48, e-post: hasse.ronnlov@jehander.se eller din närmaste kundtjänst.

Kontaktuppgifter Stockholm 08-625 63 10 Göteborg 031-86 76 50 Norrköping 011-33 16 00 Gävle 026-400 56 50 www.jehander.se

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

Jehander ingår i den internationella byggmaterialkoncernen HeidelbergCement som har cirka 57 000 anställda i 50 länder.

Bygg & teknik 1/10

67

Grundläggning av vindkraftverk med hänsyn till tjäle På grund av den snabba utbyggnaden av vindkraftverk är erfarenheten från byggande i kallt klimat för dessa konstruktioner begränsad.

Den forskning som bedrivs idag är mestadels inriktad mot vindkraftens miljöpåverkan samt frågor för att underlätta utbyggnaden och förbättra kostnadseffektiviteten, Statens energimyndighet (2008). Utbyggnad av vindkraftverk i extrema miljöer skapar nya frågor som bör utredas för att säkerställa verkens kvalitet i ett långtidsperspektiv.

I denna artikel vill vi belysa frågan om tjäle och hur den är kopplad till grundläggning av vindkraftverk.

För landbaserade vindkraftverk används i huvudsak två grundläggningsmetoder, bergförankrade fundament samt gravitationsfundament. Bergförankrade fundament gjuts direkt på berget samt förank-

ras i detta med bergbultar. Gravitationsfundament agerar som motvikt till vindkrafterna och kan användas i kombination med både pålning och jordförstärkning, Statcraft CSA Vind AB (2008). Beträffande vindkraftverkets torn använder de flesta leverantörerna koniska stålrörssektioner som monteras ihop med bultar, Wizelius (2002).

Infästningen av tornet i betongfundamentet sker via en stor mängd stål som gjuts in i mitten av fundamentet. I ingjutningsgodset monteras de stålrörssektioner som tillsammans bildar vindkraftverkets torn.

Figur 1: Fundament 1.

Artikelförfattare är tekn dr Tommy Edeskär, Sweco/LTU, civilingenjör Anders Helander, Tyréns AB, och professsor Sven Knutsson, Luleå tekniska universitet.

Då stål har en avsevärt mycket högre värmeledningsförmåga än betong bildar ingjutningsgodset en köldbrygga. Fenomenet kan beskrivas som en konstruktionsdetalj, där ett material med dålig värmeisolering bryter av ett material med god värmeisolering. Inom husbyggnad är förekomsten av köldbryggor ett väl uppmärksammat problem, men i samband med geotekniska konstruktioner är pro-

Figur 1a (ovan): Fundament 1. Förankring av järnring.

Figur 1b (till höger): Fundament 1.

68

Bygg & teknik 1/10

blemet sällan uppmärksammat på samma sätt.

Fundament

I detta arbete har två huvudtyper av gravitationsfundament studerats. Båda används idag för grundläggning av vindkraftverk och den termiska analysen har genomförts med finita element metodprogrammet Temp/W, Geo-Slope International Ltd (2008).

Fundament 1, används i regel till ett vindkraftverk med höjden 95 m och med effekten 1,8 MW. Infästningen av tornet sker via en stålring som gjuts in i fundamentet. Stålringen har diametern 4,2 m och höjden 2,3 m. Fundamentet är kvadratiskt med en sida på 16 m. Överkant betong sluttar från ytterkant stålring där tjockleken är 1,75 m till ytterkant fundament där tjockleken är 1 m. Inuti stålringen är överkant betong belägen i samma höjd som den färdiga markytan, vilket är 2 m från underkant fundament. Under fundamentet läggs ett 0,6 m tjock skyddslager bestående av krossat bergmaterial. På skyddslagret gjuts en arbetsbetong med en tjocklek av minimum 10 cm. Stålringen placeras mitt i fundamentet och vilar på sex stycken stötteben cirka 250 mm från fundamentets underkant, se figur 1.

Ringen är utförd i 44 mm stålgods.

Fundament 2 är till ett vindkraftverk, som är 100 m högt och med effekten 2,5 MW. Fundamentet är cirkulärt med diametern 19 m, se figur 2. Tornets infästning i fundamentet sker via en förankringsbur som gjuts in i fundamentets bas.

Basen, där infästningen sker, är 6 m i diameter. I underkant är den belägen 0,1 m djupare och i överkant 0,85 m högre än resterande betong. Från basens ytterkant där tjockleken är 2 m sluttar överkant betong till ytterkant fundament där tjockleken är 0,5 m. Det innebär att underkant betong är belägen 1,86 m under markytan och ovan denna och kring fundamentets bas läggs fyllnadsmaterial som packas i lager för att erhålla lämplig densitet. Detta material antas i denna studie vara samma som det som används för skyddslagret. Under fundamentet läggs ett 0,6 m Bygg & teknik 1/10

Figur 2: Fundament 2. tjock skyddslager bestående av krossat bergmaterial. På skyddslagret gjuts en arbetsbetong med en tjocklek av minimum 10 cm.

Förankringsburen består av 2 gånger 80 förankringsstag samt en förankringsplatta och en lastspridningsplatta, se figur 2a. I stängerna bultas den första T-formade tornsektionen till fundamentet. Specificering av förankringsburen redovisas i tabell 1.

Metod

I studien görs en del idealiseringar av de två aktuella gravitationsfundamenten.

Analysen koncentreras till det huvudsakliga syftet att undersöka om, och i så fall under vilka omständigheter köldbryggan i vindkraftverkets fundament leder till att jorden mitt under fundamentet tjälar och på så vis eventuellt ger upphov till tjällyftning. För att utreda under vilka omständigheter köldbryggan utgör ett grundläggningsproblem genomförs simuleringar för tre olika jordmaterial och i fem klimatzoner. De senare överensstämmer med de som används av Vägverket i deras arbete med vägar.

Idealisering av fundament Fundament 1. En arbetsyta på 22 x 16 m har använts med skalan 1:100. Modellen består av ett tvådimensionellt beräknings-

snitt genom centrum på fundamentet.

Markytan är belägen +6 m i y-koordinatens riktning och modellens bredd är +22 m i x-koordinatens riktning. Värmeflödet genom fundamentets ingjutningsgods antas vara oberoende av materialet i vindkraftverkets torn. Det får till följd att beräkningsmodellens geometri därför är uppbyggd utan hänsyn till tornet.

Fundament 2. En arbetsyta på 28 x 20 m har använts med skalan 1:120. Markytan är belägen +6 m i y-koordinatens riktning och modellens bredd är +28 m i x-koordinatens riktning. Likt fundament 1 har ingen hänsyn tagits till vindkraftverkets torn vid uppbyggnad av modellens geometri. Fundamentets ingjutningsgods är en förankringsbur, som består av 2 gånger 80 gängstänger med diametern 48 mm. För att fullt ut kunna analysera köldbryggan måste således en tredimensionell beräkningsmodell nyttjas. I vår tvådimensionella beräkningsmodell har stålet i förankringsburen omräknats till en stålring med samma tvärsnittsarea som förankringsburen.

När man nyttjar finita elementmodeller för analys är nätindelningen av stor betydelse och avgör noggrannheten i beräkningarna. För båda fundamenten har nätet förfinats till de områden som kräver större noggrannhet, till exempel vid markytan, i ingjutningsgodset samt mitt under funda-

Tabell 1: Specificering av förankringsbur.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Material Antal Dimension [mm] Vikt [ton] ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Förankringsstag 2 x 80 M48, L = 3 450 6,0 Förankringsplatta 2 Ø 4 450 1,7 Lastfördelningsplatta 2 Ø 4 455 3,1 Brickor och muttrar m m 0,4

69

mentet. I varje delområde definieras en övergripande elementstorlek, se tabell 2.

Förfiningen av nätet enligt ovan medför att elementstorleken kan variera inom ett och samma område trots den övergripande elementstorleken.

Utmed markytan har nodavståndet minskats till 0,25 m i båda modellerna.

Vidare har nodavståndet minskats till 0,25 m utmed gränsen mellan skyddslager och jord och mitt under fundamenten.

Nodavståndet mitt under fundament är ändrat inom ett avstånd av 4 m från centrum för fundament 1 och 5 m för fundament 2.

Jordmodell Simulering av tjälfronten har för varje klimatzon utförts för tre olika jordmaterial; ● lera ● blandkornig jord med finjordshalt större än 30 procent ● blandkornig jord med finjordshalt mindre än 30 procent.

Data för de valda materialen är hämtade från Vägverkets publikation 2001: 101, VVMB 301, se tabell 3. På basis av dessa data har värmekonduktivitet och värmekapacitivitet beräknats för de olika materialen som använts i jordmodellen.

Klimatmodell Vid simulering av tjäldjupet har vi antagit att marken är fri från snö och att vind, vatten och vegetation ej påverkar markytans temperatur. Marktemperaturen kan därmed antas vara densamma som lufttemperaturen, vilket gäller under hela året. Använd temperaturdata består av månadsmedelvärden av luftens normaltemperaturer. Informationen är hämtad från SMHI och baseras på perioden 1961 till 1990, SMHI (2007). De vintertemperaturdata vi har använt presenteras i tabell 4. Temperaturerna är baserade på en vinter som statistiskt inträffar vart tionde år.

I Temp/W har temperaturdata som består av medelvärde för respektive månad anpassats till en sinusformad kurva som

Tabell 3: Materialegenskaper för de olika materialen, Vägverket (2001).

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– MaterialEnhet Lera Blandkornig jord med Blandkornig jord med parametrar finjordshalt > 30 % finjordshalt < 30 % ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Vattenkvot w % 24 20 13 Densitet ρ t/m3 1,60 1,70 1,90 Porositet n % 40 36 28 Tabell 4: Använd lufttemperaturdata för en tioårsvinter [°C] för olika orter.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Nov Dec Jan Feb Mars April Köldmgd [°C • dag] ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– K1; Malmö -4,3 -3,1 -2,0 285 K2; Jönköping -4,0 -7,0 -7,4 -1,9 601 K3; Borlänge -7,4 -13,0 -12,0 -2,5 1 050 K4; Östersund -3,4 -9,8 -13,8 -11,7 -6,3 1 350 K5; Kiruna -4,9 -17,5 -19,6 -17,2 -10,2 -3,9 2 200

beskriver temperaturförloppet under två år. Cykeln inleds med en normal årscykel och följs av det temperaturförlopp som man önskar studera, se figur 3. Temperaturkurvorna har anpassats till respektive månadsmedelvärde, vilket antas råda den femtonde i varje månad.

Simulering Simuleringen har skett med två metoder; fullständig termisk modellering och en förenklad termisk modellering. Den fullständiga modellen har använts för material som innehåller vatten till exempel de

olika jordmaterialen och skyddslagret.

Den förenklade modellen har använts för analys av betong och stål.

I den fullständiga termiska modellen inkluderas i första hand det latenta värmet från fasomvandlingen av vatten till is.

Dessutom inkluderas värmekapacitiviteten för fruset och ofruset material och en funktion för hur värmekonduktiviteten förändras med temperaturen i jorden. Hur mängden ofruset vatten förändras med temperaturen i jorden ingår också.

Den förenklade termiska modellen användas då vattnets fasomvandling inte är

Figur 4: Exempel på värmeflöde i en simulering.

Temperatur [°C]

Klimatzon 3; Borlänge

Tabell 2: Övergripande elementstorlek [m], antal element och noder i FEM-modellen.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Region Fundament 1 Fundament 2 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Stål 0,10 0,10 0,25 0,25 Betong Skyddslager 0.40 0,40 Jord 0,40 0,40 Fyllning kring bas (fundament 2) 0,25 Antal element 2 998 5 699 3 875 5 379 Antal noder

Dagar

70

Figur 3: Exempel på temperaturfördelning för klimatzon 3.

Heldragen linje avser normalvinter och streckad linje vinter med tio års återkomsttid.

Bygg & teknik 1/10

Figur 5: Exempel på simuleringsresultat (fundament 2, klimatzon 5, blandkorning jord större än 30 procent finjordshalt).

skattat värde på jordens termiska gradient i modellens bas. Därefter har en transient analys genomförts, i vilken temperaturen varierar med tiden. Detta har gjorts i två steg: steg 1 motsvarande en normal årscykel följd av steg 2 som motsvarar en dimensionerande vinter med temperaturer enligt tabell 4.

Resultat

av betydelse för resultatet. Detta gäller i stål, där vattenkvoten är noll och i betong är vattenkvoten försumbar. Här påverkas alltså inte materialets termiska egenskaper av vattnets fasomvandling eller andel ofruset vatten.

För att simulera klimatvariationen har först en initiell temperaturfördelning i jordvolymen beräknats. Det har gjorts genom en så kallad ”steady state”-analys, där årsmedeltemperaturen ansatts som randvillkor på markytan och med ett upp-

Simuleringarna visar tydligt att den stålkonstruktion som används för att förankra tornet i fundamentet utgör en köldbrygga.

Detta syns i figur 4 som illustrerar värmeflödet i simuleringarna. I figur 5 visas ett exempel på beräknad temperaturfördelning för fundament 2 i klimatzon 5 och blandkorning jord med finjordshalt större än 30 procent.

De beräknade tjäldjupen i simuleringarna är sammanställda i figur 6 för fundament 1 och i figur 7 för fundament 2. Den vänstra stapeln avser tjäldjupet i jorden utanför fundamentets kant och den högra stapeln tjäldjupet under centrum på fun-

Lera

Figur 6: Resultat tjäldjup fundament 1. Grundläggningsnivån är belägen på 2 m djup.

Lera

Figur 7: Resultat tjäldjup fundament 2. Grundläggningsnivån är belägen på 1,83 m djup.

Bygg & teknik 1/10

71

damentet. Den streckade linjen anger fundamentets grundläggningsnivå. För de fall där endast en stapel redovisas tränger inte tjälen genom fundamenten.

Diskussion

Resultaten visar att köldbryggan i vindkraftverkets fundament utgör ett potentiellt grundläggningsproblem och behöver beaktas vid projektering av vindkraftverk.

I klimatzon 3 för fundament 1 samt i klimatzon 5 för fundament 2 fryser jorden mitt under fundamentet. Köldbryggan behöver därmed beaktas vid en köldmängd av 1 050 graddagar för fundament 1 och 2 200 graddagar för fundament 2. De delar av landet där studien visar att tjäle kan tränga under fundamentet visas i figur 8 som partier med ljusare färg.

Beräkningarna har visat att rådande markförhållanden inte har någon större inverkan på tjäldjupet mitt under fundamentet, däremot är markförhållandena av större betydelse för tjäldjupet vid sidan av fundamentet. Där är tjäldjupet störst i jorden med minst finjordshalt och därmed även lägst vatteninnehåll. Generellt för båda fundament är att tjälen vid sidan av fundamentet bör beaktas i klimatzon 4 och 5. Även om rådande markförhållanden inte har någon större inverkan på tjäldjupet mitt under fundamentet, krävs att jordens egenskaper beaktas på lämpligt sätt.

De konsekvenser som kan uppkomma då jorden under fundamentet fryser är i

första hand tjällyftning. Denna är störst i jordar med hög finjordshalt och högt vatteninnehåll. Då vatten fryser sker en volymökning på cirka nio procent. Om materialet är grovt och har låg finjordshalt uppstår som regel ingen tjällyftning utan vattnets volymökning sker i det existerande porsystemet. Om jorden däremot innehåller mycket finjord och dessutom har stort vatteninnehåll kan ofta en större vattentransport till tjälfronten uppstå.

Detta medför tjällyftning och en isanrikning i form av islinser.

Tjällyftning behöver inte vara något problem då lyftningen sker jämt över hela ytan. Ojämn tjällyftning kan däremot leda till att fundamentets stabilitet hotas samt till ogynnsamma lokala spänningskoncentrationer och sättningar uppkommer.

Tyngden på fundamentet är inte tillräckligt hög för att motverka tjällyftningar.

Dessa uppkommer då förhållandena är de lämpliga oberoende av konstruktionens tyngd.

För att undvika problem med tjällyftning är det enklaste sättet att öka tjockleken på underbyggnaden, i detta fall skyddslagret som skiljer fundamentet från undergrunden. Skyddslagret bör bestå av ett ej tjällyftande material, det vill säga ett grovkornigt material med låg finjordhalt och då uppkommer inga tjällyftningar. Endast i klimatzon 5 vid grundläggning med fundament 2 når tjälen djupare än 0,6 m under betongens underkant, som är tjockleken på skyddslagret.

Genom de utförda beräkningarna har vi kunnat visa att tjälen stannar i skyddslagret om detta ökas till en tjocklek av 1 m. Övriga metoder för att undvika problem med tjällyftning är att dränera jorden kring fundamentet och på så sätt minska vattentillgången. Detta reducerar möjligen problemet men löser det inte.

Ett alternativ för att kompensera för köldbryggan genom fundamentet kan vara att bygga in värmeslingor i fundamentet. Detta är dock åtgärder vars driftkostnader är höga och som endast kan vidtas för ännu ej byggda vindkraftverk.

Om köldbryggan är ett problem enligt tidigare, betyder det att existerande vindkraftverk också har detta problem.

Att isolera vid fundamentets överkant kan ses som en enkel lösning för att kompensera för köldbryggan för existerande vindkraftverk. Är detta möjligt? Beräkningar visar att för fundament 1 minskar värmeflödet genom köldbryggan minimalt om isolering placeras mot vindkraftverkets torn. Fundament 2 vars ingjutningsgods inte har någon direkt kontakt med omkringliggande jord berörs inte alls av isolering vid fundamentets överkant.

Det går alltså inte att kompensera för köldbryggan med hjälp av isolering i fundamentets överkant.

I denna studie har en tioårig vinter använts, det vill säga en vinter som uppkommer vart tionde år. Med tanke på att ett vindkraftverk har en livslängd på 20 till 25 år och ett fundament cirka 40 år är det troligt att den tioåriga vintern uppkommer under denna tid. Den dimensionerande vintern bör därför vara i klass med en femtioårig vinter för att full säkerhet ska erhållas vid dimensionering.

Slutsatser

Figur 8: Områden där denna studie påvisar på risk för tjälpåverkan under fundamentet (ljust färgade områden).

72

I denna studie kan följande slutsatser dras: ● Köldbryggan som skapas i vindkrafttornets ingjutningsgods kan leda till att jorden mitt under fundamentet fryser och utgör därmed ett potentiellt grundläggningsproblem. ● I klimatzon 3, för fundament 1, samt i klimatzon 5 för fundament 2 tjälar jorden mitt under fundamentet. Köldbryggan behöver därmed beaktas vid en köldmängd av 1 050 graddagar för fundament 1 och 2 200 graddagar för fundament 2. Typen av jord under fundamentet har inte någon nämnvärd inverkan på resultatet. ● De konsekvenser som kan uppkomma då jorden mitt under fundamentet tjälar är i första hand tjällyftning, vilken är störst i jordar med hög finjordshalt. Ojämn tjällyftning kan leda till att fundamentets stabilitet hotas samt till lokala spänningskoncentrationer i fundamentet. ● För att undvika tjälproblem är det enklaste alternativet att anpassa tjockleken på underbyggnaden, i detta fall skyddslagret som skiljer fundamentet från undergrunden. Vidare kan tjällyftning minskas Bygg & teknik 1/10

Var är din framtid?

Golder har levererat kreativa lösningar på geotekniska problem i snart 50 år och vi vill fortsätta att expandera vårt globala nätverk av specialister. Vi söker de mest utmanande uppdragen och de mest kreativa problemlösarna.

Upptäck vad det innebär att jobba för ett medarbetarägt företag där professionell integritet, delaktighet och hållbar utveckling står i centrum.

Upptäck din potential hos Golder.

www.golder.se Jonas Nygren +46 8 506 306 50

VI SÖKER GEOTEKNIKER om marken vid fundamentet dräneras. ● För att minska borttransporten av värme mitt under fundamentet kan värmeslingor placeras i betongen. Vi redan byggda vindkraftverk kan borttransporten av värme minskas genom att placera värmekällor inne i tornets nedre del.

■

Referenser

Geo-Slope International Ltd (2008): Thermal modeling with Temp/W 2007, Third Edition. Calgary: Geo-Slope International, Ltd. SMHI (2007): SMHI – Årsmedeltemperatur 1961–1990. Hämtat från: www.

Bygg & teknik 1/10

smhi.se/cmp/jsp/polopoly.jsp?d=7628&a = 21570&l=sv den 12 Februari 2009.

Statcraft CSA Vind AB (2008): Vindkraft norr – teknisk information. Hämtat från: www.vindkraftnorr.se/vindparkerna_ teknisk.asp den 30 Januari 2009.

Statens Energimyndighet (2008): Energimyndigheten – Forskning. Hämtat från: www.energimyndigheten.se/sv/Om-oss/ Var-verksamhet/Framjande-av-vindkraft1/ Forskning/ den 30 Januari 2009.

Vägverket (2001): VVMB 301 Metodbeskrivning för beräkning av tjällyftning., VV publ. 2001:101, Borlänge.

Wizelius, T. (2002): Vindkraft i teori och praktik. Lund: Studentlitteratur.

Här är vinnarna av Krysset i Bygg & teknik nr 8/09:

Anna Friberg, Mariefred, Per Henriksson, Linköping, Arne Karlsson, Örebro, Per Nilsson, Själevad, samt Ingela Svensson, Löddeköpinge.

Tack för alla svar och grattis till vinnarna.

Lösningen hittar du på vår hemsida.

Biobiljetter kommer med posten. Red

73

Dimensionering av fundament för landbaserade vindkraftverk Sedan ett par år tillbaka byggs ett beräkningscentrum upp inom Ramböll Sverige. Tanken är att samla beräkningskompetens inom geoteknik och konstruktionsteknik till att börja med och utnyttja en samverkan dem emellan. I framtiden är tanken att beräkningskompetens även inom andra teknikområden ska kunna komma med i centrat. I takt med att arbetet fortskridit har beräkningscentrat fått benämningen AMC Center (Analysis, Modelling, Calculation). Beräkningar kan nämligen inte särskiljas från analys och modellering, utan det ena förutsätter det andra.

Ett exempel på arbete i centrat är dimensionering av fundament för landbaserade vindkraftverk. Ett koncept har arbetats fram där geoteknisk och konstruktionsteknisk dimensionering samverkar för att optimera storleken och i viss mån formen på fundamentet. Syftet är naturligtvis att spara material, såväl betong som armering, eftersom landbaserade vindkraftverk vanligtvis uppförs långt från bebyggelse, inte sällan i oländig terräng.

Utformning

En annan lösning är att en stålcylinder, så kallad ingjutningsring, gjuts in i fundamentet. Överkanten på ingjutningsringen utgörs av en fläns som passar mot en motsvarande fläns i underkant torn vilka bultas tillsammans. Olika lösningar för infästningen ger olika kraftspel och överföring av krafter mellan torn och fundament.

Dimensionerande laster för olika dimensioneringsfall levereras av tillverkaren av vindkrafttornen.

Geoteknisk dimensionering

Som utgångspunkt används en typutformning av fundamentet när det gäller skaftets höjd och lutning på fundamentets överyta.

Den goetekniska dimensioneringen syftar till att bestämma ett minsta tillåtet kantmått för fundamentet utifrån uppställda krav. Den konstruktionstekniska dimensioneringen kan därefter leda till en justering av fundamentets höjd. Dimensioneringen kan därför bli iterativ, då en geo-

Eftersom det är deformationsberäkningar som är styrande för den geotekniska dimensioneringen utförs dessa med finita element-program. Vi använder främst Plaxis, från GeoDelft i Holland, såväl två- som tredimensionellt.

I princip är samverkan mellan undergrund och vindkraftverk ett tredimensionellt problem, där man kan förvänta sig tredimensionella effekter (randeffekter), figur 1.

Dock är fundamentet tillräckligt stort för att en transformation till ett plant problem (tvådimensionellt) inte ger särskilt stor skillnad jämfört med att utföra en tredimensionell beräkning, figur 2.

Vid transformering till plant problem är det viktigt att översätta ett cirkulärt fundament till ett fiktivt fyrkantigt och räkna per längdmeter av detta och inte behålla diametern som kantmått.

Hänsyn tas vid den geotekniska dimensioneringen ofta till olika produktionstekniska eller driftstekniska faktorer som ställs. Ibland vill man inte att jord ska fyllas upp runt på fundamentet runt tornet, utan att man ska ha åtminstone en plan väg fram till tornet för att kunna köra fram med servicefordon.

Allt som oftast efterfrågas dock antingen en helt plan yta runtom, eller alternativt en begränsad uppfyllning runt tornet med en bredd på maximalt två à tre meter. Effekten blir att man vanligtvis inte kan använda jord ovanpå fundamentet som positivt mothåll för att förhindra en rotation av fundamentet vid horisontal- och momentbelastning.

Fundamenten görs antingen cirkulära eller fyrkantiga. Storleken beror bland annat på vindkrafttornets höjd och därmed på de belastningar som överförs till Konstruktionsteknisk fundamentet och undergrunden. dimensionering Vanliga kantmått är mellan tjugo Figur 1: Resultat från tredimensionell analys av När den geotekniska dimensiooch tjugofem meter. En vanlig fundament för landbaserade vindkraftverk. neringen har avslutats utförs den höjd på fundamentet är två à tre konstruktionstekniska dimensiometer.

Bruklig interface mellan tillverkaren teknisk kontroll av den slutliga funda- neringen, det vill säga utformning av beav vindkrafttornet och grundläggningen mentsutformningen utförs som sista steg. tong och armering.

Den styrande dimensioneringen för Eftersom det är stora laster som överär vid infästningen mellan torn och fundament. Infästningen ser olika ut bero- vindkraftverk är vanligtvis differential- förs mellan torn och fundament krävs en ende på tillverkare. Det kan till exempel förskjutningar. Kraven som ska uppfyllas omfattande armering vid infästningen. vara en stålring med ett bultförband, där formuleras olika för olika tillverkare, där Sprickviddsbegränsning blir ofta styrande bultar gjuts in i betongfundamentet och vissa använder en maximalt tillåten diffe- med stora mängder armering. Vidare utsedan passar i en stålring i nederkant torn. rentialförskjutning direkt, till exempel 1 sätts infästningen för en oscillerande römm/m, medan andra använder ett minsta relse i vertikalled på grund av rotorblatillåtet värde på rotationsstyvheten. Rota- dens rotation. Även för denna måste arArtikelförfattare är Lars Johansson, tionsstyvheten definieras som den modul meras för att inte sprickbildning ska upptekn lic, geotekniker, och Erik som kan räknas fram med hjälp av den ro- stå i överkanten. Olika typer av infästning Wahlström, civilingenjör, Ramböll tation (vertikalförskjutning) som funda- ger också upphov till olika erforderlig Sverige AB, Malmö. mentet får för en viss momentbelastning. mängd armering beroende på i vilken ut74

Bygg & teknik 1/10

Figur 2: Resultat från tvådimensionell analys av fundament för landbaserade vindkraftverk.

sträckning de olika ingående materialen kan utnyttjas. Bultförband är härvidlag mer gynnsamt än ingjutningsringar, och det senare kräver vanligtvis en större mängd armering.

Den konstruktionstekniska dimensioneringen baseras dels på kontakttryck mot undergrunden, dels på armering mot utmattning. Eftersom fundamenten har relativt stor tvärsnittsyta är bärigheten oftast ingen styrande parametrar. Kontakttrycket kommer i de allra flesta fall, förutom för de minsta fundamenten, inte upp i brottvärdena. Istället blir dimensionering mot utmattning och sprickviddsarmeringen styrande.

Inom beräkningscentrat har ett automatiserat system för dimensionering av

armering med hjälp av MathCad utvecklats. Med hjälp av detta verktyg kan flera lastfall analyseras snabbt och effektivt och mängden armering för det dimensionerande lastfallet erhålls listat och kan direkt överföras till bygghandlingar och ritningar.

När den konstruktionstekniska dimensioneringen är slutförd utförs en verifiering av den geotekniska dimensioneringen, om fundamentets slutliga utformning avviker från det initellt antagna.

Slutsatser

Genom utformningen av ett systematiskt koncept för dimensionering av fundament för landbaserade vindkraftverk kan ett stort antal lastfall analyseras. Samverkan

sker mellan geoteknisk och konstruktionsteknisk dimensionering. Fundamentets storlek kan på detta vis optimeras, såväl ur betongmängd som ur armeringsmängd. Detta är särskilt viktigt eftersom landbaserade vindkraftverk ofta lokaliseras långt ut från bebyggda områden inte sällan i oländig terräng. Genom att minska diametern på ett tjugofem meters fundament med en meter minskar betongmängden för ett tre meter högt fundament med över hundra kubikmeter. Då ett minskat kantmått ger upphov till ett mindre moment i fundamentets underkant minskar även armeringsbehovet. För vindkraftparker med flera vindkraftverk finns möjlighet till stora besparingar genom att optimera fundamentens utformning.

■

Nya Plastdetaljer?

Vi gör hela jobbet • Produktutveckling • Formtillverkning • 5-Axlig fräsning • Formsprutning • Formsprutor 16 st • Detaljvikt 0,1-500 gr • Certifierade

POLYMER DON Tel: 016-14 21 26 • www.polymerdon.se Bygg & teknik 1/10

75

Akustik/Bullerskärmar:

Byggplast: gop MarkrännaŽ | Dränering

â&#x20AC;˘ Funktionell och stilren â&#x20AC;˘ Klarar stora mängder vatten â&#x20AC;˘ Spaltgaller i galvaniserat stĂĽl och i gjutjärn Läs mer pĂĽ www.gop.se

Balkonger:

Fogtätningsmassor:

Vi älskar plast - www.gop.se

6Â&#x2C6;Ă&#x160;Ă&#x192;iĂ&#x20AC;Ă&#x203A;>Ă&#x20AC;Ă&#x160;vÂ&#x;Â&#x2DC;Ă&#x192;Ă&#x152;iĂ&#x20AC;Â?Â&#x153;LL>Ă&#x20AC;it 6iÂ&#x2DC;Ă&#x152;Â&#x2C6;Â?iĂ&#x20AC; /BĂ&#x152;Â?Â&#x2C6;Ă&#x192;Ă&#x152;iĂ&#x20AC; iĂ&#x192;Â?>} BĂ&#x20AC;}

Â&#x153;}Â&#x201C;>Ă&#x192;Ă&#x192;>]Ă&#x160;Â&#x17D;Â&#x2C6;Ă&#x152;Ă&#x152; Â&#x153;}L>Â&#x2DC;` 6iĂ&#x20AC;Â&#x17D;Ă&#x152;Ă&#x17E;}]Ă&#x160;Â&#x201C;>Ă&#x192;Â&#x17D;Â&#x2C6;Â&#x2DC;iĂ&#x20AC; Â&#x201C;°Â&#x201C;°

1 - &\Ă&#x160;Ă&#x160;äĂ&#x17D;Â&#x2122;Ă&#x201C;Â&#x2021;Ă&#x17D;Ă&#x2C6;äĂ&#x160;£äĂ&#x160;Ă&#x160;Ă&#x160;Ă&#x160;Ă&#x160;Ă&#x160;Ă&#x160;Ă&#x160;Ă&#x160;-/" " \Ă&#x160;Ă&#x160;änÂ&#x2021;Ă&#x201C;Ă&#x2C6;Ă&#x160;xĂ&#x201C;Ă&#x160;£ä Ă&#x153;Ă&#x153;Ă&#x153;°Â?iÂ&#x2C6;v>Ă&#x20AC;Ă&#x203A;Â&#x2C6;`Ă&#x192;Ă&#x192;Â&#x153;Â&#x2DC;°Ă&#x192;i

Betong/Membranhärdare:

Fuktskydd:

â&#x20AC;&#x201C; skivan

[ PP

Fuktsäkrar husgrunder! â&#x20AC;˘ Snabb uttorkning â&#x20AC;˘ Torr grund â&#x20AC;˘ Varm grund â&#x20AC;˘ God värmeekonomi â&#x20AC;˘ LĂĽg totalkostnad

Betongelement:

Brandskydd:

RĂśrvägen 42 â&#x20AC;˘ 136 50 Haninge Telefon 08-609 00 20 â&#x20AC;˘ Fax 08-771 82 49

www.isodran.se

Fukt, lukt, mĂśgel och radon TrygghetsVakten skyddar krypgrund & vind frĂĽn fuktrelaterade skador. s -ARKNADENS LĂ&#x2039;GSTA ENERGIFĂ&#x161;RBRUKNING s -INIMALT MED UNDERHĂ?LL s Ă?RS LIVSLĂ&#x2039;NGD

Betonginstrument:

76

Färg:

www.trygghetsvakten.se

031-760 2000

Bygg & teknik 1/10

Geosynteter:

Golvbeläggningar:

branschregister Ingjutningsgods:

FLA Utveckling AB Gävle: 026-420 18 00 Lidköping: 0510-288 01 Rimbo: 0175-622 35 www.fla.se

Bentonitmatta • Geomembran • Dränmatta Geotextil • Geonät • BES • Vägtrummor Rörbroar

Lining Technologies Group

THE WORLD’S LARGEST PRODUCER OF BENTONITE LINERS

SCANDINAVIAN

TERRA TEC

Box 20179, 161 02 BROMMA Tel 08-764 68 80, Fax 08-98 05 19 www.meba.se Mobiltel 0708-55 77 89 0708-73 61 67

Allt pekar på att en bra epoxibeläggning skall hålla minst 40 år

Konsulterande ingenjörer:

Nytt utseende – samma höga akustiska kompetens.

Konsulttjänster inom akustik, ljud och vibrationer. Besök oss på www.acad.se

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

Grundläggning:

Din Partner för mark, väg och vatten

INFRASTRUKTUR OCH GRUNDLÄGGNINGAR BROAR BULLERSKYDD OCH STÅLRÖRSPÅLAR Ruukki klarar hela projektet för grund, stomme, tak och vägg

Geoteknik:

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

Tel 010-78 78 000 - infrasweden@ruukki.com www.ruukki.com

De snabbaste analyserna av inomhusmiljö med kvantitativ DNA-teknik!

Kemiska analyser av mark och vatten och luft.

Vi analyserar byggd miljö

Industrikontor:

Bygg & teknik 1/10

Box 15120, 750 15 UPPSALA, 018-444 43 41 www.anoZona.com

77

branschregister

Konsulterande ingenjörer, forts:

Ackrediterad kalibrering www.sp.se

1002

Ljus och säkerhet:

Vi kalibrerar:

• Lufthastighet • Luftflöde • Luftfuktighet

Kontaktpersoner Lufthastighet, Luftflöde Harriet Standar, 010-516 51 87

Luftfuktighet Per Jacobsson, 010-516 56 63

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Mätinstrument:

Sportgolv:

Tak- och fasadvård:

Kraft – ljus – klimat:

Tak/Tätskikt:

• Byggnadsakustik • Buller • Vibrationer • Kalibrering 1002

– Ljudisoleringslab – Halvekofritt lab – Efterklangsrum

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

78

Bygg & teknik 1/10

! #' ! ! !! ! ! ( "! !! ! !! ( & ( "! &!! & "! !! # ! ! & ! #' ! % ! ! # & !! ( ! !! ! !

" & & ! % ! ! ! " & & ' " ! " & ! ( ' & & !!

$$$

" &

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

POSTTIDNING B

Avsändare: Förlags AB Bygg & teknik Box 19099, 104 32 Stockholm