Geoteknisk projektering Sluttid c:a 14: sid 1

Transkript

1 Geoteknisk projektering Sluttid c:a 14: sid 1

2 Geoteknisk projektering Geotekniskt projekt Stabilitet Sättning Erosion Tjäle Men först: sid 2

3 Tjänster, roller och kompetenser Tjänster/roller Handläggare Geokonstruktör Geohydrolog Fältgeotekniker Georedovisning mm Kompetenser Tillståndsbedömning Miljö Behörighet för spårarbeten Dykning Geologi Seismik/markradar Beställarstöd Entreprenörsstöd Plattbelastning mm sid 3

4 Geoteknisk projektering Ett typexempel på ett geotekniskt projekt Anbud Planering Undersökningar i fält Redovisning på ritningar Geoteknisk projektering Upprättande av handling Leverans sid 4

5 Geoteknisk projektering Anbud Vad? Vart? Omfattning? När? Resurser? Regelverk? Kalkyl Budget Vindkraft Åsele 13st Etablering 1 st Fältundersökning 10 dagar Fyrhjuling 10 dagar Red fältdata 4 timmar Förberedelser på plats 6 timmar Utsättning/Inmätning av borrpunkter 1 st Grundvattenrör material 4 st Milersättning 180 mil Kompletterande av Rgeo 8 timmar Kompletterande av PM geoteknik 45 timmar Upprättande av ritningar 40 timmar Handläggning av fält 10 timmar BUDGETPRIS: sid 5

6 Geoteknisk projektering Planering Skede? Vad skall anläggas? Förväntade markförhållanden? Kabel- och ledningsanvisning! Borrprogram! sid 6

7 Geoteknisk projektering Undersökningar i fält sid 7

8 Geoteknisk projektering Redovisning på ritningar sid 8

9 Geoteknisk projektering Geoteknisk projektering Tolkning av ritningar och laboratorieresultat Stabilitetsberäkningar Dimensionering av eventuella förstärknings åtgärder mm Sättningsberäkningar sid 9

10 Geoteknisk projektering Upprättande av handling Innehåll Uppdragsbeskrivning Syfte Underlag (utförda undersökningar) Beskrivning av geotekniska förhållanden Utförda dimensioneringsberäkningar Åtgärder Kontrollplan GRANSKNING sid 10

11 Geoteknisk projektering LEVERANS sid 11

12 Geoteknisk projektering Geotekniskt projekt Stabilitet Sättning Erosion Tjäle sid 12

13 Stabilitet Några definitioner Skred: Sammanhängande jordvolym med inbördes samma orientering mellan partiklarna före och efter skredet. (Kohesionsjord/silt). Ras: Den inbördes orienteringen mellan partiklarna förändras under ett ras. (Friktionsjord/silt).

14 Stabilitet Film sid 14

15 Stabilitet Varför uppstår skred? morän berg Långvarigt regn höjer portrycket och ökar skredrisken Silt / lera Erosion ökar skredrisk vattenyta Sidsluttande terräng (>10%) Skiktade jordar Genererade portryck sandskikt sand Kritiskt då vattennivån sjunker

16 Stabilitet Vad betyder totalsäkerhetsfaktorn F? Säkerheten mot skred definieras som mothållande moment dividerat med pådrivande moment. Kvoten definieras som säkerhetsfaktorn. F Mothålland e moment Pådrivande moment

17 Underlag för stabilitetsberäkningar - vilken indata krävs (kohesionsjord)? Terrängmodell Grundvattennivåer Portrycksnivåer Hållfasthetsparamet rar (skjuvhållfasthet och friktionsvinklar) Skiktgränser Densiteter Stabilitet

18 Stabiliserande åtgärder Tryckbankar (motfyllning) KC-pelare Masstabilisering Lättfyllning (kompensationsgrundläg gning) Urgrävning/utskiftning Vertikaldränering Gruspelare Stabilitet Bankpålning Påldäck//pålar Jordspikning Jordarmering Spont sid 18

19 Geoteknisk projektering Geotekniskt projekt Stabilitet Sättning Erosion Tjäle sid 19

20 Sättningar Typer Initialsättning Primärsättning Sekundärsättning (krypning) Tidsberoende För grundläggning på sand eller grus uppträder sättningarna nästan helt när jorden är belastad (momentant) För lera är de tidsbundna sättningarna stora sid 20

21 Sättningar Sättningsförlopp Indata för beräkningar Fältundersökningar som visar: jordart grundvattennivå sättningsmoduler sid 21

22 Sättningar Botniabanan Ava - Nordmaling km (Aspan) Ingen överlast EMBANKCO Version 1.02 Datum: Tid: 12:06 Tid [Dagar] Djup 1 0,00 m 2 4,00 m 3 9,00 m 0.2 Sättning [m] Filnamn: F:\BV\BOTNIA~1\AVANOR~1\53340A.G00

23 Sättningar Sättningsreducerande åtgärder Förbelastning överlast KC-pelare Masstabilisering Lättfyllning (kompensationsgrundläg gning) Urgrävning/utskiftning Vertikaldränering Gruspelare Bankpålning Påldäck/pålar Infiltration (tätort) sid 23

24 Geoteknisk projektering Geotekniskt projekt Stabilitet Sättning Erosion Tjäle sid 24

25 Definition Erosion Erosion är den nednötning och transport av jord och berg som orsakas av vind, rinnande vatten, vågor, glaciärer, gravitationsrörelser, levande organismer, men även genom massrörelsernas materialtransport nedför sluttningar. Till skillnad från vittring så förutsätter begreppet erosion att det även sker en bortförsel av material.

26 Erosion Varför uppstår erosion och när? Vattnet bromsas av friktion mot botten och slänter Om materialet ej kan motstå friktionskraften lösgörs jordpartiklar Erosionskänsligheten bestäms främst av jordens kornstorlek, därefter av bl. a gradering (generellt sett är sediment mer erosionsbenägna än moräner) Vi skapar risk för erosion genom bland annat vid anläggande av slänter, koncentrering/ändring av vattenflöden (dikning, fyllning i vattendrag, brostöd mm). Erosion förekommer dock även naturligt. sid 26

27 Erosion Naturlig erosion Meandrande förlopp, Öreälven, med korvsjöar Alluvialkon, restprodukt av erosion. Vart är vi? ÅRE - JÄMTLAND sid 27

28 Erosion Dimensioneringsparametrar (vattendrag) Sektion före och efter anläggande/ombyggnad Karakteristiska vattenföringar och vattenstånd, hastighetsfördelning och strömningsriktning Isförhållanden Bottenmaterialets egenskaper (typ, gradering mm) Kartläggning av pågående erosion sid 28

29 Erosion Typer av erosionsskydd Erosionsskydd, vanligen utvalt material av grus och sten (sprängsten vanligt idag) Beväxning Betong- och gabionmadrasser Geotextil och andra geodukar Erosionsskyddsnät Växtmattor Fiskben, dränerande slitsar i slänt sid 29

30 Geoteknisk projektering Geotekniskt projekt Stabilitet Sättning Erosion Tjäle sid 30

31 Tjäle 31

32 Tjäle Förutsättning: vatten, tjälfarlig jord och kyla Ett undertryck uppstår i porvattnet i zonen mellan grundvattenytan och 0-isotermen Undertrycket ger upphov till en uppåtriktad kraft som suger upp vatten som fryser i zonen över 0-isotermen I silt är den kapillära stighöjden stor samtidigt som permeabiliteten tillåter vatten stiga under förhållandevis kort tid Lera har lägre permeabilitet och vatten hinner inte sugas upp i samma utsträckning Iskristallerna ger en volymutvidgning om 9%. Vid tjällossningen tinar jorden både uppifrån och nerifrån. En långsam tjällossning är fördelaktigare ur bärighetssynpunkt eftersom mindre vattenmängd frigörs under kort tid. Kurs för broprojektörer,

33 Porvattnet i all jord fryser vid minusgrader Volymökning:sand - grus 2-4% lera silt 4-7% vatten is +9%

34 Faktorer som påverkar tjälningen: Jordens kornstorleksfördelning Kapillaritet Permeabilitet Grundvattenytans nivå Temperatur (köldmängd) Snödjup (snö isolerar)

35 Kapillära stighöjder Jordart Kapillära stighöjd hc Grus 0 m Sand Silt < 0,5 m 0,5 15 m

36 Tjälfarliga situationer Packning av fyllnadsjord Tjälskador uppstår i fyllningsjord (även grovkornig jord) som hinner tjäla i lös lagring före packning eller i fyllning som innehåller snö och isklumpar. Frusen jord går ej att packa! Isbildning i tjälfarlig jord Tjällyftningar sättningar Tjällossning i vägar och planer Markytans bärighet försämras kraftigt av det vattenöverskott som uppstår när tjälen tinar Anläggningar, Grundplattor och golv Sättning vid utförande på terrass eller fyllning som tjälat före packning eller på tjälad jord Rörelser och skador på ledningar Ökat jordtryck mot ledningar när omkringliggande jord tjälar

37 Stor risk för tjälskador föreligger, vid minusgrader, om: Jordterrassen består av tjälfarligt material och Grundvattennivån är hög Jordprofilen innehåller skikt av grov jord där grundvattnet kan rinna till Terrängen lutar så att nederbörd kan infiltrera i jorden och strömma mot byggnadsområdet Terrassen är tjälad och tining/rivning utförs till otillräckligt djup Fyllnadsmaterialet har hög vattenkvot och Hämtas eller mellanlagras utomhus Ej packas omedelbart vid utläggning Innehåller snö och isklumpar

38 Kontroll och skyddsåtgärder Kontroller Kontroll att givna förutsättningar för arbetet gäller Kontroll att tjälfrihet i terrassytor etc Kontroll av packningsresultat Kontroll avvägningar Skyddsåtgärder Utskiftning med icke tjälfarligt material Isolera marken Värma upp (tina) tjälad mark Spränga, riva eller spetta bort tjälade partier

39 Upptining erfordrar lång tid med värmetillförsel

40 sid 40 Tjäldjup Nattavaara