EUROKOD , TILLÄMPNINGSDOKUMENT BERGTUNNLAR OCH BERGRUM Eurocode , Application document Rock tunnels and Rock caverns

Transkript

1 EUROKOD , TILLÄMPNINGSDOKUMENT BERGTUNNLAR OCH BERGRUM Eurocode , Application document Rock tunnels and Rock caverns Beatrice Lindström, Golder Associates AB Thomas Dalmalm, Trafikverket Rolf Christiansson, SKB Mats Holmberg, Tunnel Engineering AB Lars Rosengren, Rosengren Bergkonsult AB Sammanfattning Denna artikel presenterar i korthet resultatet av det arbete som genomförts inom IEG för att ta fram IEGs Tillämpningsdokument för Eurokod 7 avseende Bergtunnel och bergrum (IEG Rapport 5:2010). Artikeln fokuserar vidare på frågeställningar som geoteknisk kategori, metoder för kontroll av gränstillstånd, kontroll och uppföljning samt dokumentation. Bakgrund Under 2010 har IEG (Implementeringskommission för Europastandarder inom Geoteknik) arbetat med att ta fram ett tillämpningsdokument för bergkonstruktioner. Tillämpningsdokument Bergtunnlar och bergrum ska vara ett hjälpmedel för konsulter, entreprenörer och beställare och det ska beskriva hur Eurokod 7 (SS-EN 1997) bör användas vid dimensionering, uppföljning och kontroll av bergkonstruktioner. Tillämpningsdokumentet är endast rådgivande om inget annat anges av byggherren. Arbetet har genomförts i en arbetsgrupp bestående av Håkan Stille, Thomas Dalmalm, Rolf Christiansson, L-O Dahlström, Lars Rosengren, Mats Holmberg och Beatrice Lindström. Tillämpningsdokumentet (TD) har remissats till IEGs medlemmar samt BeFos programråd. Synpunkter har inkommit från Geosigma, Golder, LKAB, Skanska-Vinci HB, Sweco, Tyréns och Vattenfall.

2 Sammanfattning av Tillämpningsdokument Bergtunnlar och Bergrum I TD behandlas geoteknisk kategori, fält- och laboratorieundersökningar, tillämpliga metoder för att kontrollera gränstillstånden, vad som avses med kontroll av utförande, uppföljning och underhåll samt förtydliganden avseende de dokument som ska upprättas enligt SS-EN I nedanstående avsnitt summeras några av delarna i Tillämpningsdokumentet. För vidare läsning hänvisning till Tillämpningsdokument Bergtunnel och bergrum. Geoteknisk Kategori Geoteknisk kategori (GK) är ett nytt begrepp som introduceras i SS-EN Mycket av arbetet med TD har varit att tydliggöra hur geoteknisk kategori ska tillämpas för berganläggningar. I SS-EN omnämns tre geotekniska kategorier, GK1, GK2 och GK3 med följande rekommendationer: Geoteknisk kategori 1 bör endast omfatta små och relativt enkla byggnadsverk Geoteknisk kategori 2 bör inkludera konventionella typer av byggnadsverk och grundläggning utan exceptionell risk eller svåra jord- och bergförhållanden Geoteknisk kategori 3 bör omfatta byggnadsverk eller delar av byggnadsverk som faller utanför gränserna för Geoteknisk kategori 1 och 2 Vidare anger SS-EN flera exempel på konventionella byggnadsverk tillhörande Geoteknisk kategori 2, bland annat tunnlar i fast, osprucket berg utan speciella krav på vattentäthet eller andra krav Ovanstående formulering beträffande GK 2 skulle innebära att i princip att alla bergtunnlar i Sverige faller inom GK3, eftersom den svenska berggrunden oftast är sprucken samt att det oftast finns krav på vattentäthet mm. Formuleringen kan därför inte anses vara tillämplig för svenska bergtunnlar och bergrum. Val av geoteknisk kategori för bergtunnlar i Sverige ska istället göras enligt nedanstående indelning kategorier. GK 1: är inte tillämpbart på bergtunnlar

3 GK 2: kan tillämpas då allmän praktisk erfarenhet föreligger av bergkonstruktionen. Dimensionering och utförande kan ske med allmänt accepterade metoder GK 3: bergtunnlar eller delar av bergtunnlar som inte faller inom GK 2. Tillämpningsdokumentet ger exempel på förutsättningar som ska gälla för att hela eller delar av bergtunnel/bergrummet ska falla inom GK2. Utöver dessa förutsättningar kan det finnas platsspecifika faktorer och krav som också kan påverkar valet av geoteknisk kategori. Enligt SS-EN bör dimensionering av konstruktioner i GK 3 normalt omfatta alternativa föreskrifter och regler. I TD anges att det är byggherren som ansvarar för att ange vilka föreskrifter och regler som ska gälla. Kontroll av gränstillstånd För kontroll av brott- och brukgränstillstånd är tre av de fyra av SS-EN föreslagna metoderna tillämpbara. De metoder som kan användas tillsammans eller var för sig är: dimensionering genom hävdvunna åtgärder dimensionering genom beräkningar observationsmetoden. Den metod som inte anses tillämpbar är modellförsök och provbelastningar. Med dimensionering genom hävdvunna metoder avses att dimensionering baseras på beprövad erfarenhet genom användandet av konservativa utformningar med betryggande säkerhet mot brott, baserade på konventionella metoder och/eller baserade på tidigare erfarenhet. Exempel på detta är då dimensionering sker enligt Banverkets Handbok för Projektering av bergtunnlar (BVH ). Dimensionering genom beräkningar kan utgöras av analytiska-, halvempiriska- eller numeriska beräkningsmodeller. Enligt SS-EN 1990 bör dimensioneringen utföras ned partialkoefficienter, men kan även utföras genom sannolikhetsteoretiska metoder. Tyvärr ger inte SS EN 1990 eller SS-EN några råd eller rekommendationer kring sannolikhetsteoretiska metoder utan endast kring användningen av partialkoefficienter. I TD ges rekommendationer vilken av de i SS-EN definierade dimensioneringssätten (eng. Design Approaches) som är lämplig vid användning av partialkoefficientmetoden. Dimensioneringssätten anger hur man ska kombinera partialkoefficienterna för laster, materialegenskaper och bärförmåga.

4 Dimensionering med observationsmetoden är lämplig att använda när det är svårt att förutsäga det geotekniska beteendet. Tillämpningen av Observationsmetoden avhandlas i ett separat Tillämpningsdokument (IEG Rapport 9:2010). Kontroll av utförande, uppföljning och underhåll För att garantera säkerhet och kvalitet hos en konstruktion skall i tillämpliga delar följande utföras (SS-EN ): byggprocessen och utförandet ska kontrolleras konstruktionens uppförande ska följas upp under och efter utförandet konstruktionen ska underhållas på ett tillfredsställande sätt För bergtunnlar och bergrum tolkas delar av ovanstående motsvara uppföljning och kontroll av bergtekniska förhållanden, kontroll av utförande och kontroll av det bärande huvudsystemets beteende (respons), samt uppföljning av det bärande huvudsystemets tillstånd. I TD ges exempel på vad de olika kontrollerna och uppföljningen kan utgöras av. Dokumentation I samband med projektering av bergtunnlar och bergrum sker redovisning av alla fält- och laboratorieundersökningar i Förundersökningsrapport Berg, som ersätter Markteknisk Undersökningsrapport. Utöver krav och rekommendationer i SS-EN och SS-EN avseende förundersökningsrapportens innehåll bör rapporten även omfatta bland annat information om läge, grundläggningssätt och konstruktionssätt för befintliga anläggningar, så väl ovan som under jord, uppgifter om den planerade bergtunneln eller bergrummet, m.m. I TD föreslås att Projekterings-PM delas upp i flera delar. En del är den Ingenjörsgeologiska prognosen som ska innehålla tolkningen av de berg- och grundvattenförhållanden som förekommer för den specifika konstruktionen. Övriga delar av Projekterings-PM bör normalt innehålla bland annat dimensioneringsberäkningar, redogörelser för hur man avser att utföra berguttag, förstärkning, injektering, inklädnad, m.m., samt vilka kontroller och uppföljningar som krävs. Projekterings-PM ligger till underlag för upprättande av förfrågningsunderlag/bygghandlingar.

5 Referenser IEG Rapport 5:2010, Tillämpningsdokument Bergtunnel och bergrum SS-EN , Eurokod 7, Dimensionering av geokonstruktioner Del 1: Allmänna regler, SIS SS-EN 1990, Eurokod, Grundläggande dimensioneringsregler för bärverk, SIS IEG Rapport 9:2010, Tillämpningsdokument Observationsmetoden BVH , Projektering av bergtunnlar, 2009, Banverket