B297 Östrand bioraffineri Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B of 29

Transkript

1 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 1 of 9 Östrand Bioraffineri 0. INLEDNING 0.1 Syfte och orientering Följande beräkning redogör för systeberäkning av dubbelspont vid. Beräkningens huvudsakliga syfte är att kontrollera: Spontens stabilitet i byggskedet ht spontens nedslagningsdjup. Kontroll av konstruktionens stabilitet i driftskede. Saanställning lasteffekter i spont och haarband. 0. Diensioneringsförutsättningar Norer: EKS 10. SS-EN Diensionering av geokonstruktioner Råd och anvisningar: Sponthandboken 018, diensionering av teporära konstruktioner. "Foundation engineering handbok" kap. 14 Cellular structures and braced excavations. Winterkorn F. "Advanced foundation engineering" kap. 14 Cellular cofferdas. Murthy V.N.S Grundförhållande och aterialparaetrar enligt MUR "GU Bioraffinaderi. Östrand assafabrik, Tirå koun". Sweco civil AB, preliinär handling Dubbelspont utförs ed två spontväggar ner till friktionsjord. I beräkningen tas ingen hänsyn till eventuell länshållning i byggskede, saa vattentryck antas på båda sidor av sponten. 0.3 Innehåll 1. Geoetri. Jordparaetrar och säkerhetsklass 3. Etapp 1, Muddring 3.1 Spont ot land (Brottgränstillstånd) 3. Spont ot vatten (Brottgränstillstånd) 3.3. Kontroll passiv kil 3.4. Etapp 1, Muddring. Spont ot vatten (Bruksgränstillstånd) 4. Etapp. Fyllning 5. Etapp 3. Stabilitetsberäkningar 5.1 Glidning längs basen och stjälpning 5.3 Glidning ellan spontvägg och cellfyllning 5.4 Vertikalt skjuvbrott i cellitt 5.5 Horisontellt skjuvbrott (Cuings etod) 6. Saanställning

2 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 of 9 1. Geoetri z ny_fyll 3.5 ÖK fylld cell z HB 1.5 CL haarband z MLW 0.57 MLW z sed.5 ÖK Förorenade sedient z ök_lera 5 ÖK Lera z ök_frik 18 ÖK friktionsjord z berg 31 Bergyta h 0 z HB z sed = 4 Avstånd Haarband till ÖK sedient h 1 z HB z ök_lera = 6.5 Avstånd Haarband till ÖK lera h z HB z MLW =.1 Avstånd Haarband till MLW h sed z sed z ök_lera =.5 Mäktighet Förorenade sedient h ny_fyll z ny_fyll z MLW = 4.1 Mäktighet ny fyllning ovan vatten h ny_fyll z MLW z ök_frik = 17.4 Mäktighet ny fyllning under vatten h lera z ök_lera z ök_frik = 13 Mäktighet lera h frik z ök_frik z berg = 13 Mäktighet friktionsjord

3 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 3 of 9. Jordparaetrar och säkerhetsklass γ d 1 Säkerhetsklass 3 γ ϕ 1.3 Partialkoefficient för friktionsvinkel, enligt BFS 015:6, Kap Tabell I-6 γ cuk 1.5 Partialkoefficient för odränerad skjuvhållfasthet, enligt BFS 015:6, Kap Tabell I-6 γ γ 1.0 Partialkoefficient för aterialets tunghet, enligt BFS 015:6, Kap Tabell I-6 η 1.0 Oräkningsfaktor so tar hänsyn till den aktuella geokonstruktionen, se RKFM, kapitel 3. γ d 1.4 γ S_d = 1.4 Modellfaktor för beräkning av diensionerande snittkrafter vid bruksgräns (Spont, haarband, stag), se RKFM kapitel 3.4 η Fyllning i cellen ϕ k_nyfyll 45 tan ϕ k_nyfyll ϕ nyfyll atan = 37.6 K a_nyf tan 45 nyfyll = 0.4 K p_nyf tan 45 + nyfyll = 4.14 γ ϕ Diensionerande värden γ nyfyll 18 3 Förorenade sedient γ nyfyll 11 3 C uk_sed C uk_sed 3kPa C ud_sed = kpa γ cuk ϕ k_nyfyll ϕ k_nyfyll K ak_nyf tan 45 = 0.17 K pk_nyf tan 45 + = 5.88 Karakteristiska värden för beräkning av jordtryck vid stagbortfall γ sed 13 3 Lera vattensida γ sed 3 3 C uk_1 10kPa Lerans odränerade skjuvhållfasthet ÖK lera C ud_1 = 6.7kPa C uk_ C uk_ kpa = h lera 5.6kPa Lerans odränerade skjuvhållfasthet UK lera C ud_ = 17.1kPa C uk_1 γ cuk C uk_ γ cuk γ Lera 17 3 γ Lera 7 3

4 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 4 of 9 Lera landsida Förstärkning ed KC-pelare i skivor D800 s,4 0.8 µ KC = Täckningsgrad KC-pelare C uk_kc 100kPa Skjuvhållfasthet KC-pelare 1 µ C K_KC_1 1 µ KC KC C uk_1 + µ KC C uk_kc C uk_1 + µ KC C uk_kc = 4.7kPa C KC_1 = 8.5kPa Skjuvhållfasthet ÖK lera γ cuk 1 µ C K_KC_ 1 µ KC KC C uk_ + µ KC C uk_kc C uk_ + µ KC C uk_kc = 5.7kPa C KC_ = 35.1kPa Skjuvhållfasthet UK lera γ cuk Friktionsjord tan ϕ k_frik ϕ k_frik 33 ϕ d_frik atan = 6.5 K a_frik tan 45 ϕ d_frik = 0.38 K p_frik tan 45 + ϕ d_frik =.616 Diensionerande värden γ ϕ γ frik 18 3 γ frik 10 3 K ak_frik tan 45 ϕ k_frik = 0.95 K pk_frik tan 45 + ϕ k_frik = 3.39 Karakteristiska värden för beräkning av jordtryck vid stagbortfall K 0_frik 1 sin ϕ d_frik = Diensionerande värde vilojordtryck

5 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 5 of 9 3. Etapp 1, Muddring 3.1 Spont ot land (Brottgränstillstånd) Aktivt jordtryck nivå z ök_lera = 5 σ 1 h sed γ sed = 7.5kPa P 1 C ud_sed = 3.5kPa z ök_lera = 5 P 1aa C KC_1 = 49.5kPa σ 1 σ 1 P 1a if P 1aa > 0kPa = 0kPa a P 1aa else a 0kPa a z ök_frik = 18 σ + h lera γ Lera = 98.5kPa P C KC_ = 8.3kPa σ 1 z berg = 31 P a σ K a_frik = 37.7kPa z berg = 31 σ 3 σ + h frik γ frik = 8.5kPa P 3 σ 3 K a_frik = 87.4kPa σ Passivt jordtryck nivå z ök_frik = 18 z berg = 31 σ p1 h frik γ frik = 130kPa P p1 σ p1 K p_frik = 340.1kPa P l 1 = 4.7 l P P 1aa h lera l 1 = 8.7 h lera

6 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 6 of 9 Diensionering nedslagningsdjup: Lastkobination: DA3, A för geotekniska laster enligt BFS015:6 Kap 0, 8 Ekv 6.10, Tabell B-4 (Uppsättning C) M a1 P 1 h sed + + = 3 h sed h 0 P l 1 + l 1 l + h Moent kring haarband 3 y 10 γ d 1.1 M a1 + P a y y P 3 P a + h lera + h 1 + y y + y h lera + h P p1 y y + y h frik 3 h frik 3 y find(y) = h lera + h 1 =0 z UK_Spont_Muddring y=.8 z ök_frik Haarbandslast per eter spontvägg: Lastkobination för geotekniska laster: Ekv (STR/GEO), Tabell B-4, EKS 10 Q E1 γ d 1.1 P 1 h sed + P l 1 P 3 P a + P a y+ y y P p1 y y = 6 h frik h frik Q E1 = 6

7 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 7 of 9 Max oent i spont: Max oent uppstår vid tvärkraftsnollpunkt. x räknas positiv neråt från ök Lera Guess Values Constraints Solver x 10 Q E1 P 1 h sed + P l 1 z noll find(x) =.688 x =0 M ax_uddring P 1 h sed h sed + l + z noll + P z noll z noll Q E1 h 1 + l + z noll = l 1 3 Moent kring tvärkraftsnollpunkt = M ax_uddring 38.8

8 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 8 of 9 3. Spont ot vatten (Brottgränstillstånd) Aktivt jordtryck nivå z ök_lera = 5 P a1a C ud_1 = 13.3kPa P a1 if P a1a > 0kPa = 0kPa a P a1a else a 0kPa a z ök_frik = 18 σ 1 h lera γ Lera = 91kPa P a C ud_ = 56.9kPa σ 1 P aa σ 1 K a_frik = 34.8kPa z berg = 31 σ σ 1 + h frik γ frik = 1kPa P a3 σ K a_frik = 84.5kPa Passivt jordtryck nivå z ök_frik = 18 z berg = 31 σ p1 h frik γ frik = 130kPa P p1 σ p1 K p_frik = 340.1kPa P a l 1 = 10.5 l P a P a1a h lera l 1 =.469 h lera

9 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 9 of 9 Diensionering nedslagningsdjup: Lastkobination: DA3, A för geotekniska laster enligt BFS015:6 Kap 0, 8 Ekv 6.10, Tabell B-4 (Uppsättning C) M a1 P a l 1 + l 1 l + h 1 = Moent kring haarband 3 Guess Values Constraints Solver y 10 γ d 1.1 M a1 y find(y) = P aa y y P a3 P aa + h lera + h 1 + y y + y h frik 3 h lera + h P p1 y y + y h frik 3 h lera + h 1 =0 z UK_Spont_uddr_vatten y= 4.5 z ök_frik Haarbandslast per eter spontvägg: Lastkobination för geotekniska laster: Ekv (STR/GEO), Tabell B-4, EKS 10 Q E γ d 1.1 P a l 1 P a3 P aa + P aa y+ y y P p1 y y = h frik h frik Q E = 119.3

10 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 10 of 9 Max oent i spont: Max oent i spont uppstår i lerskiktet. Last från otstående strävan ökar böjoent i sponten på vattensidan. Guess Values Constraints Solver x 10 Q E P a l 1 x =0 z noll find(x) = M ax_uddring_vatten P a z noll z noll Q E h 1 + l + z noll = l 1 3 = M ax_uddring_vatten Moent kring tvärkraftsnollpunkt

11 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 11 of Kontroll passiv kil z UK_Spont_Muddring =.8 Nedslagningsdjup spont ot land z UK_Spont_uddr_vatten = 4.5 Nedslagningsdjup spont vattensida L kil_land z UK_Spont_Muddring z ök_frik tan 45 + ϕ d_frik = 7.7 L kil_vatten z UK_Spont_uddr_vatten z ök_frik tan 45 + ϕ d_frik = 10.4 B L kil_land + L kil_vatten = 18. Under projektering koer konstruktionen att optieras.

12 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 1 of Etapp 1, Muddring. Spont ot vatten (Bruksgränstillstånd). Aktivt jordtryck nivå z ök_lera = 5 P a1a C uk_1 = 0kPa P a1 if P a1a > 0kPa = 0kPa a P a1a else a 0kPa a z ök_frik = 18 σ 1 h lera γ Lera = 91kPa P a C uk_ = 39.8kPa σ 1 P aa σ 1 K ak_frik = 6.8kPa z berg = 31 σ σ 1 + h frik γ frik = 1kPa P a3 σ K ak_frik = 65.kPa Passivt jordtryck nivå z ök_frik = 18 z berg = 31 σ p1 h frik γ frik = 130kPa P p1 σ p1 K pk_frik = 441kPa P a l 1 = 8.7 l P a P a1a h lera l 1 = 4.3 h lera

13 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 13 of 9 Diensionering nedslagningsdjup: Lastkobination 6.16b enligt SS-EN 1990, avsnitt Exceptionella diensioneringssituationer. M a1 P a l 1 + l 1 l + h 1 = Moent kring haarband 3 y M a1 + P aa y y P a3 P aa + h lera + h 1 + y y + y h lera + h P p1 y y + y h frik 3 h frik 3 y find(y) = h lera + h 1 =0 z UK_Spont_uddr_vatten_bruk y= 1.9 z ök_frik Haarbandslast per eter spontvägg: Lastkobination för geotekniska laster: Ekv (STR/GEO), Tabell B-4, EKS 10 Q HB_bruk P a l 1 P a3 P aa + P aa y+ y y = h frik P p1 y y 45.6 h frik

14 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 14 of 9 Max oent i spont: Max oent i spont uppstår i lerskiktet. Last från otstående strävan ökar böjoent i sponten på vattensidan. Guess Values Constraints Solver x 10 Q HB_bruk P a l 1 x =0 z noll find(x) = 4.45 M ax_uddring_vatten_bruk P a z noll z noll Q HB_bruk h 1 + l + z noll = 69.3 l 1 3 Moent kring tvärkraftsnollpunkt Q HB_bruk_di γ S_d Q HB_bruk = 63.8 M ax_uddring_vatten_bruk_di γ S_d M ax_uddring_vatten_bruk = 881

15 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 15 of 9 4. Etapp. Fyllning Aktivt jordtryck nivå z ny_fyll = 3.5 z MLW = 0.6 σ.1 h ny_fyll γ nyfyll = 73.3kPa P.1 σ.1 K a_nyf = 17.8kPa z ök_frik = 18 σ. σ.1 + h ny_fyll γ nyfyll = 65kPa P. σ. K a_nyf = 64.kPa z ök_frik = 18 P.a σ. K a_frik = 101.3kPa z berg = 31 σ.3 σ. + h frik γ frik = 395kPa P.3 σ.3 K a_frik = 151kPa Passivt jordtryck nivå z ök_lera = 5 P p.0 C ud_1 = 13.3kPa z ök_frik = 18 σ p.1 h lera γ Lera = 91kPa P p.1 + C ud_ = 15.1kPa z berg = 31 P p.1a σ p.1 K p_frik = 38kPa z berg = 31 σ p. σ p.1 + h frik γ frik = 1kPa P p. σ p. K p_frik = 578.1kPa σ p.1

16 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 16 of 9 Diensionering nedslagningsdjup: Lastkobination: DA3, A för geotekniska laster enligt BFS015:6 Kap 0, 8 Ekv 6.10, Tabell B-4 (Uppsättning C) Moent kring haarband h ny_fyll M a_1.1 P.1 h 1 = 3 h ny_fyll 5.8 h ny_fyll h ny_fyll h ny_fyll M a_1. P.1 h ny_fyll + h + P. P.1 + h = h lera M p_1.1 P p.0 h lera + h 1 + P p.1 P p.0 + = 3 h lera h h lera y 10 γ d 1.1 M a_1.1 + M a_1. + P.a y y P.3 P.a + h lera + h 1 + y y + y h lera + h 1 h frik 3 y find(y) = 1.76 M p_1.1 + P p.1a y y P p. P p.1a + h lera + h 1 + y y + y h frik 3 h lera + h 1 =0 Negativt värde: dvs lerans otstånd räcker so othåll. Detta lastfall bedös inte vara diensionerande.

17 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 17 of 9 5. Etapp 3. Stabilitetsberäkningar Brottanalys: Glidning längs basen och stjälpning Glidning ellan spontvägg och cellfyllning Vertikalt skjuvbrott i cellitt Horisontellt skjuvbrott

18 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 18 of 9 Ny indata: z ök_kross 5.5 ÖK Kross z ök_aska 1.0 ÖK Aska z ök_stab z sed =.5 ÖK Stabilat z uk_stab 7 UK stabilat z Rot z ök_frik = 18 Rotationspunkt z UK_spont =.8 Nedslagningsdjup spont z UK_Spont_Muddring h ÖL z ök_kross z ny_fyll = Krossaterial över cellspont betraktas so överlast h kross z ny_fyll z ök_aska =.5 Mäktighet kross h aska z ök_aska z MLW = 1.6 Mäktighet aska ovan MLW h aska z MLW z ök_stab = 1.9 Mäktighet kross under MLW h stab z ök_stab z uk_stab = 4.5 Mäktighet Stabilat h KC_först z uk_stab z ök_frik = 11 Mäktighet KC-pelarförstärkning h UK_spont z ök_frik z UK_spont = 4.8 Nedslagningsdjup i friktionsjord Repetition indata: z ny_fyll = 3.5 ÖK fylld cell z HB = 1.5 CL haarband z MLW = 0.6 MLW z ök_frik = 18 ÖK friktionsjord h 0 = 4 Avstånd Haarband till ÖK stabilat h 1 = 6.5 Avstånd Haarband till sjöbotten

19 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 19 of 9 h =.1 Avstånd Haarband till MLW h ny_fyll = 4.1 Mäktighet ny fyllning ovan vatten h ny_fyll = 17.4 Mäktighet ny fyllning under vatten h lera = 13 Mäktighet lera Bergkross γ kross 18 3 γ kross 11 3 tan ϕ k_kross ϕ k_kross 45 ϕ kross atan = 37.6 K a_kross tan 45 ϕ kross = 0.4 γ ϕ Aska γ aska 15 3 γ aska 5 3 tan ϕ k_aska ϕ k_aska 8 ϕ aska atan =. K a_aska tan 45 ϕ aska = γ ϕ Stabilat C uk_stab 60kPa C ud_stab = 40kPa γ stab KC-pelare 15 3 γ stab C uk_stab γ cuk 5 3 C KC_1 = 8.5kPa Diensionerande skjuvhållfasthet ÖK lera C KC_ = 35.1kPa Diensionerande skjuvhållfasthet UK lera

20 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 0 of Glidning längs basen och stjälpning Aktivt jordtryck nivå z ny_fyll = 3.5 σ s.0 h ÖL γ kross = 36kPa P s.0 σ s.0 K a_kross = 8.7kPa z ök_aska = 1 σ s.1 σ s.0 + h kross γ kross = 81kPa P s.1 σ s.1 K a_kross = 19.6kPa P s.1a σ s.1 K a_aska = 36.5kPa z MLW = 0.6 σ s. σ s.1 + h aska γ aska = 104.6kPa P s. σ s. K a_aska = 47.1kPa z ök_stab =.5 σ s.3 σ s. + h aska γ aska = 114.kPa P s.3 σ s.3 K a_aska = 51.5kPa P s.3a C ud_stab = 34.kPa z uk_stab = 7 σ s.4 + h stab γ stab = 136.7kPa P s.4 C ud_stab = 56.7kPa σ s.3 σ s.3 σ s.4 P s.4a C KC_1 = 79.7kPa z ök_frik = 18 σ s.5 + h KC_först γ Lera = 13.7kPa P s.5 C KC_ = 143.5kPa σ s.4 z UK_spont =.8 σ s.6 + = 61.4kPa σ s.5 h UK_spont γ frik σ s.4 σ s.5 Passivt jordtryck nivå z ök_lera = 5 P p.1 C ud_1 = 13.3kPa z ök_frik = 18 σ p.1 h lera γ Lera = 91kPa P p. + C ud_ = 15.1kPa σ p.1

21 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 1 of 9 Lastresultant aktivt jordtryck P s.1 + P s.0 P a0 h kross = 35.5 P s. + P s.1a P a1 h aska = P s.3 + P s. P a h aska = P s.4 + P s.3a P a3 h stab = 04.5 P s.5 + P s.4a P a4 h = KC_först Lastresultant passivt jordtryck P p.1 + P p. P pa.1 h lera = 900

22 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 of 9 Stabiliserande tyngd av cellfyllning: B 15 Teoretisk avstånd ellan spontväggar G cell B h ny_fyll γ nyfyll + h ny_fyll γ nyfyll = Lastkobinering (EQU) enligt BFS 015:6 Kap 0, 6, Tabell B-. (uppsättning A) P dest P a0 + P a1 + P a + P a3 + P a4 = G stab G cell tan ϕ d_frik = 10 3 Destabiliserande aktiva jordtrycket Stabiliserande friktionskraft från celltyngden R H γ d 1.1 P dest 0.9 P pa.1 = R d 0.9 G stab = R d µ glidning = 1.8 > 1,0 då partialkoefficienter används i beräkning. OK! R H Enligt foundation engineering handbok > 1,5 för peranenta konstruktioner utan partialkoefficinter entligt ovan.

23 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 3 of 9 Moent räknas kring rotationspunkten Destabiliserande oent Kross ovan MLW M dest_0 P s.0 h kross + h kross h aska + h aska + h stab + h KC_först + P s.1 P s.0 h kross + h kross h aska + h aska + h stab + h KC_först = Aska ovan MLW Aska under MLW Stabilat Konsoliderat Lera Stabiliserande oent Lera Celltyngd M dest_1 P s.1a h aska + h aska h aska + h stab + h KC_först + P s. P s.1a h aska + h aska h aska + h stab + h KC_först = M dest_ P s. h aska + h aska h stab + h KC_först + P s.3 P s. h aska + h aska h stab + h KC_först = M dest_3 P s.3a h stab h stab + h KC_först + P s.4 P s.3a h stab h stab + h KC_först = h KC_först h KC_först M dest_4 P s.4a + P s.5 P s.4a = h lera h lera M stab P p.1 + P p. P p.1 = M stab_cell G cell B =

24 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 4 of 9 Friktion ellan friktionsjord och spont Då rörelse i spontväggen ot landsida är begränsad finns det ingen öjlighet för utveckling av passiva jordtryck pga stjälpning kring rotationspunkten. Vilojordtryck antas utveckla på öse sidor av sponten. Friktionen ellan aterialet so finns på insidan och utsidan av cellen skapar en nedåtriktad friktionskraft so stabiliserar cellen. Endast friktion från dubbelspontens utsida tillgodoräknas i stabilitetsberäkning. Lastkobinering (EQU) enligt BFS 015:6 Kap 0, 6, Tabell B-. (uppsättning A) h friktion z ök_frik z UK_spont = 4.8 Spontvägg so drivs i friktionsjord f 0.3 Vilojordtryck utsidan spontcell Vertikal spänning enligt kap. 5.1 Glidning längs basen Friktionskoefficient ellan stål och jord z ök_frik = 18 σ s.5 = 13.7kPa P 0.1 σ s.5 K 0_frik = 118.kPa z UK_spont =.8 σ s.6 = 61.4kPa P 0. σ s.6 K 0_frik = 144.6kPa P P 0. P o_ut h friktion = 67.3 P ut_fr P o_ut f= 188. M ut_fr P ut_fr B= M H γ d 1.1 M dest_0 + M dest_1 + M dest_ + M dest_3 + M dest_ M ut_fr = M d 0.9 M stab_cell = M stab M d µstjälpning = M H 3.8 e = 1.8 M H G cell

25 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 5 of 9 5. Glidning ellan spontvägg och cellfyllning I det studerade fallet är det aktiva jordtrycket so trycker ot spontväggen, efterso vattentrycket är i stort sätt lika stor kring cellens väggar. M 0 M dest_0 + M dest_1 + M dest_ + M dest_3 + M dest_4 = Moent aktiva jordtryck V 0 P a0 + P a1 + P a + P a3 + P a4 = Tvärkraft aktiva jordtryck M 0 y = 7.5 V 0 Lastresultantens höjd tan ϕ nyfyll µ glidning_spont_fyll B = 1.5 y

26 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 6 of Vertikalt skjuvbrott i cellitt

27 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 7 of 9 Lastkobinering (EQU) enligt BFS 015:6 Kap 0, 6, Tabell B-. (uppsättning A) M stjälp γ d 1.1 M dest_0 + M dest_1 + M dest_ + M dest_3 + M dest_4 = M stab 0.9 M stab + M ut_fr = Aktiva jordtryck Passiva jordtryck från lera och stabiliserande friktionskraft ellan spont och friktionsjord M stjälp M stab V 1.5 = 709 B Skjuvkraft cos ϕ nyfyll K A_Nyfyll = 0.5 Koefficient aktiva jordtryck för fyllning, enligt litteratur ovan cos ϕ nyfyll Skjuvotstånd i cellitt S r 1 γ nyfyll h ny_fyll + γ nyfyll h ny_fyll K A_Nyfyll tan ϕ nyfyll = 641. Nedan räknas stabiliserande friktionskraft ellan cellfyllningsaterial och spontväggen. Jordtrycksberäkning ot spontväggen enligt fig ovan H 0.75 h ny_fyll + h ny_fyll = 16.1 dvs. z H H + z ny_fyll = 1.6 nivå z MLW = 0.6 σ 1 h ny_fyll γ nyfyll = 73.3kPa P 1 σ 1 K A_Nyfyll = 33.6kPa P A.1 P 1 = 68.3 z H = 1.6 σ σ 1 + H h ny_fyll γ nyfyll = 05.9kPa P σ K A_Nyfyll = 94.3kPa H h P A. P 1 + P ny_fyll = z Rot = 18 P 3 0kPa z P A.3 P + P 3 H z Rot = P A 0.9 P A.1 + P A. + P A.3 = 983 f 0.3 fritkionskoefficient ellan stål och fyllning Sua jordtryck ed profil enligt Fig (b) P T f P A = 94.9 S r + P T µ skjuvbott = 1.3 V h ny_fyll

28 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 8 of Horisontell skjuvbrott (Cuings etod) B= 15 H z ny_fyll z Rot = 1.5 c B tan ϕ nyfyll = 11.5 a H c= 10 h ny_fyll γ nyfyll + γ nyfyll a h ny_fyll γ a = 13.9 a γ c γ nyfyll = Viktad tunghet ellan fyllning ovan och under MLW Viktad tunghet ino c ellan nyfyllning och orän M R =R 1 c + R c 3 där: = R 1 = R a c γ a c γ c M H = Enligt tidigare beräkning µ cuings M R + M T =.7 M H M R + a c γ a c 3 γ c = M T P A f B= Stabiliserande oent per eter spont Stabiliserande oent per eter spont

29 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-6 9 of 9 6 Saanställning Etapp 1 Muddring, spont ot land z UK_Spont_Muddring =.8 Nedslagningsdjup = M ax_uddring Q E1 = Max oent Haarbandslast per eter spont Etapp 1 Muddring, spont ot vatten Etapp 1 Muddring (Stagbortfall) z UK_Spont_uddr_vatten = 4.5 z UK_Spont_uddr_vatten_bruk = 1.9 Nedslagningsdjup = M ax_uddring_vatten Q E = Etapp. Fyllning Etapp är inte diensionerande = M ax_uddring_vatten_bruk_di Q HB_bruk_di = Max oent Haarbandslast per eter spont Etapp 3. Stabilitetsberäkningar Satliga beräkningar föruto kontroll av glidning ellan spontvägg och fyllning är beräknade ed lastkobinationer enligt EKS 10, dvs > 1,0 är OK! Nedan redovisas även insta säkerhetsfaktorer enligt litteraturen där partialkoefficienter ej har använts. µ glidning = 1.8 > 1,5 µ stjälpning = 3.78 > 1,5 e= 1.78 Lastresultanten < B =.5 6 µ glidning_spont_fyll = 1.53 > 1,1-1,5 µ skjuvbott = 1.3 > 1,5 µ cuings =.71 > 1,5

30 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 1 of 31 Östrand Bioraffineri 0. INLEDNING 0.1 Syfte och orientering Följande beräkning redogör för systeberäkning av dubbelspont vid. Beräkningens huvudsakliga syfte är att kontrollera: Spontens stabilitet i byggskedet ht spontens nedslagningsdjup. Kontroll av konstruktionens stabilitet i driftskede. Saanställning lasteffekter i spont och haarband. 0. Diensioneringsförutsättningar Norer: EKS 10. SS-EN Diensionering av geokonstruktioner Råd och anvisningar: Sponthandboken 018, diensionering av teporära konstruktioner. "Foundation engineering handbook" kap. 14 Cellular structures and braced excavations. Winterkorn F. "Advanced foundation engineering" kap. 14 Cellular cofferdas. Murthy V.N.S Grundförhållande och aterialparaetrar enligt MUR "GU Bioraffinaderi. Östrand assafabrik, Tirå koun". Sweco civil AB, preliinär handling Dubbelspont utförs ed två spontväggar ner till friktionsjord. I beräkningen tas ingen hänsyn till eventuell länshållning i byggskede, saa vattentryck antas på båda sidor av spontväggen. 0.3 Innehåll 1. Geoetri. Jordparaetrar och säkerhetsklass 3. Etapp 1, Muddring 3.1 Spont ot land (Brottgränstillstånd) 3. Spont ot vatten (Brottgränstillstånd) 3.3. Kontroll stabilitet spontvägg på vattensidan. Rotationspunkt Kontroll stabilitet spontvägg på vattensidan. Rotationspunkt 3.5. Kontroll passiv kil 3.6 Etapp 1, Muddring. Spont ot land (Bruksgränstillstånd) 4. Etapp. Fyllning 5. Etapp 3. Stabilitetsberäkningar 5.1 Glidning längs basen och stjälpning 5.3 Glidning ellan spontvägg och cellfyllning 5.4 Vertikalt skjuvbrott i cellitt 5.5 Horisontellt skjuvbrott (Cuings etod) 6. Saanställning

31 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 of Geoetri z ny_fyll 3.5 ÖK fylld cell z HB 1.5 CL haarband z MLW 0.57 MLW z ök_lera_1.0 ÖK Lera 1 z ök_lera 5 ÖK Lera z ök_frik 14.5 ÖK friktionsjord z berg 8 Bergyta h 0 z HB z ök_lera_1 = 3.5 Avstånd Haarband till ÖK lera 1 h 1 z HB z ök_lera = 6.5 Avstånd Haarband till ÖK kohesionsjord h z HB z MLW =.07 Avstånd Haarband till MLW h lera_1 z ök_lera_1 z ök_lera = 3 Mäktighet Lera 1 h ny_fyll z ny_fyll z MLW = 4.07 Mäktighet ny fyllning ovan vatten h ny_fyll z MLW z ök_frik = Mäktighet ny fyllning under vatten h lera z ök_lera z ök_frik = 9.5 Mäktighet lera h frik z ök_frik z berg = 13.5 Mäktighet friktionsjord

32 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 3 of 31. Jordparaetrar och säkerhetsklass γ d 1 Säkerhetsklass 3 γ ϕ 1.3 Partialkoefficient för friktionsvinkel, enligt BFS 015:6, Kap Tabell I-6 γ cuk 1.5 Partialkoefficient för odränerad skjuvhållfasthet, enligt BFS 015:6, Kap Tabell I-6 γ γ 1.0 Partialkoefficient för aterialets tunghet, enligt BFS 015:6, Kap Tabell I-6 η 1.0 Oräkningsfaktor so tar hänsyn till den aktuella geokonstruktionen, se RKFM, kapitel 3. γ d 1.4 γ S_d = 1.4 Modellfaktor för beräkning av diensionerande snittkrafter vid bruksgräns (Spont, haarband, stag), se RKFM kapitel 3.4 η Fyllning i cellen ϕ k_nyfyll 45 tan ϕ k_nyfyll ϕ nyfyll atan = 37.6 K a_nyf tan 45 nyfyll = 0.4 K p_nyf tan 45 + nyfyll = 4.14 γ ϕ Diensionerande värden γ nyfyll 18 3 γ nyfyll 11 Förorenade sedient ej uddrad botten 3 C uk_lera_1 C uk_lera_1 5kPa C ud_lera_1 = 3.3kPa γ sed Lera γ Lera γ sed γ Lera 6 3 γ cuk 7 3 ϕ k_nyfyll ϕ k_nyfyll K ak_nyf tan 45 = 0.17 K pk_nyf tan 45 + = 5.88 C uk_1 Karakteristiska värden för beräkning av jordtryck vid stagbortfall C uk_1 10kPa C ud_1 = 6.7kPa Lerans odränerad skjuvhållfasthet ÖK lera γ cuk C uk_ C uk_ kpa = h lera 1.4kPa C ud_ = 14.3kPa Lerans odränerad skjuvhållfasthet UK lera γ cuk Friktionsjord tan ϕ k_frik ϕ k_frik 33 ϕ d_frik atan = 6.5 K a_frik tan 45 ϕ d_frik = 0.38 K p_frik tan 45 + ϕ d_frik =.616 Diensionerande värden γ ϕ γ frik 18 3 γ frik 10 3 C uk_ K ak_frik tan 45 ϕ k_frik = 0.95 K pk_frik tan 45 + ϕ k_frik = 3.39 Karakteristiska värden för beräkning av jordtryck vid stagbortfall K 0_frik 1 sin ϕ d_frik = Diensionerande värde vilojordtryck

33 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 4 of Etapp 1, Muddring 3.1 Spont ot land (Brottgränstillstånd) Aktivt jordtryck nivå z ök_lera = 5 σ 1 h lera_1 γ sed = 18kPa P 1 C ud_lera_1 = kPa z ök_lera = 5 P 1aa C ud_1 = 4.667kPa σ 1 σ 1 P 1a if P 1aa > 0kPa = kpa a P 1aa else a 0kPa a z ök_frik = 14.5 σ + h lera γ Lera = 84.5kPa P C ud_ = kPa σ 1 z berg = 8 P a σ K a_frik = 3.30kPa z berg = 8 σ 3 σ + h frik γ frik = 19.5kPa P 3 σ 3 K a_frik = 83.91kPa Passivt jordtryck nivå σ z ök_frik = 14.5 z berg = 8 σ p1 h frik γ frik = 135kPa P p1 σ p1 K p_frik = kPa P l 1 = l P P 1aa h lera l 1 = Oriligt att l < 0 h lera l 1 h lera = l

34 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 5 of 31 Diensionering nedslagningsdjup: Lastkobination: DA3, A för geotekniska laster enligt BFS015:6 Kap 0, 8 Ekv 6.10, Tabell B-4 (Uppsättning C) M a1 P 1 h lera_1 + + = 3 h lera_1 h 0 P l 1 + l 1 l + h Moent kring haarband 3 y 10 γ d 1.1 M a1 + P a y y P 3 P a + h lera + h 1 + y y + y h lera + h P p1 y y + y h frik 3 h frik 3 y find(y) = h lera + h 1 =0 z UK_Spont_Muddring y= z ök_frik Haarbandslast per eter spontvägg: Lastkobination: DA3, A för geotekniska laster enligt Tabell 3.1. Sponthandboken 018 och BFS015:6, Ekv 6.10 enligt Tabell B-4 Q E1 γ d 1.1 P 1 h lera_1 + P l 1 P 3 P a + P a y+ y y P p1 y y = 19 h frik h frik Q E1 = 19

35 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 6 of 31 Max oent i spont: Max oent uppstår vid tvärkraftsnollpunkt. x räknas positiv neråt från ök Lera Guess Values Constraints Solver x 10 Q E1 P 1 h lera_1 + P l 1 z noll find(x) = x =0 M ax_uddring P 1 h lera_1 + h lera_1 l + z noll + P z noll z noll Q E1 h 1 + l + z noll = l 1 3 Moent kring tvärkraftsnollpunkt = M ax_uddring

36 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 7 of Spont ot vatten (Brottgränstillstånd) Aktivt jordtryck nivå z ök_lera = 5 P a1a C ud_1 = kPa P a1 if P a1a > 0kPa = 0kPa a P a1a else a 0kPa a z ök_frik = 14.5 σ 1 h lera γ Lera = 66.5kPa P a C ud_ = kPa σ 1 P aa σ 1 K a_frik = 5.41kPa z berg = 8 σ σ 1 + h frik γ frik = 01.5kPa P a3 σ K a_frik = 77.09kPa Passivt jordtryck nivå z ök_frik = 14.5 z berg = 8 σ p1 h frik γ frik = 135kPa P p1 σ p1 K p_frik = kPa P a l 1 = l P a P a1a h lera l 1 =.469 h lera

37 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 8 of 31 Diensionering nedslagningsdjup: Lastkobination: DA3, A för geotekniska laster enligt BFS015:6 Kap 0, 8 Ekv 6.10, Tabell B-4 (Uppsättning C) M a1 P a l 1 + l 1 l + h 1 = Moent kring haarband 3 Guess Values Constraints Solver y 10 γ d 1.1 M a1 y find(y) = P aa y y P a3 P aa + h lera + h 1 + y y + y h frik 3 h lera + h P p1 y y + y h frik 3 h lera + h 1 =0 z UK_Spont_uddr_vatten y= z ök_frik σ 1 + y γ frik K a_frik = 4.88kPa y γ frik K p_frik = kPa Haarbandslast per eter spontvägg: Lastkobination: DA3, A för geotekniska laster enligt BFS015:6 Kap 0, 8 Ekv 6.10, Tabell B-4 (Uppsättning C) Q E γ d 1.1 P a l 1 P a3 P aa + P aa y+ y y P p1 y y = 46.6 h frik h frik Q E = 46.6

38 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 9 of 31 Max oent i spont: Max oent i spont uppstår i lerskiktet. Last från otstående strävan ökar böjoent i sponten på vattensidan. Guess Values Constraints Solver x 10 Q E P a l 1 x =0 z noll find(x) = M ax_uddring_vatten P a z noll z noll Q E h 1 + l + z noll = l 1 3 = M ax_uddring_vatten Moent kring tvärkraftsnollpunkt

39 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 10 of Kontroll stabilitet spontvägg på vattensidan. Rotationspunkt 1 Konroll av spont ht haarbandslast från spontvägg från landsida. Rotationspunkt vid schaktbotten. Q E1 = 19 Staglast från spontvägg från landsidan z UK_Spont_uddr_vatten 19.5 Nedslagningsdjup i friktionsjord ökar för att uppfylla villkor. h UK_spont z ök_frik z UK_Spont_uddr_vatten = 5 Lera, passiva jordtryck: z ök_lera = 5 P p0 C ud_1 = kPa z ök_frik = 14.5 σ 1 h lera γ Lera = 66.5kPa P p1 + C ud_ = kPa Friktionsjord, aktiva jordtryck: z ök_frik = 14.5 P a1 σ 1 K a_frik = 5.41kPa z UK_Spont_uddr_vatten = 19.5 σ σ 1 + h UK_spont γ frik = 116.5kPa P a σ K a_frik = kPa Friktionsjord, passiva jordtryck: z ök_frik = 14.5 z UK_Spont_uddr_vatten = 19.5 σ 3 h UK_spont γ frik = 50kPa P p σ 3 K p_frik = kPa Moent kring rotationspunkt: M HB Q E1 h 1 + h lera = h UK_spont h UK_spont M p_frik P p = h UK_spont h M a_frik P a1 + P a P a1 UK_spont = h lera h lera M p_lera P p0 + P p1 P p0 = M stab M p_lera + M p_frik = M destab M HB + M a_frik = M stab σ 1 Haarbandslast vid utförande av uddring i byggskede Mothållande friktionsjord Aktiva jordtryck orän Mothållande lera µ = > 1,0 OK! 1.1 M destab

40 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 11 of Kontroll stabilitet spontvägg på vattensidan. Rotationspunkt Konroll av spont ht haarbandslast från spontvägg från landsida. Rotationspunkt UK spont h UK_spont = 5 Passiva jordtryck: P p0 C ud_1 = kPa z ök_frik = 14.5 σ 1 h lera γ Lera = 66.5kPa P p1 + C ud_ = kPa σ 1 P p1a σ 1 K p_frik = kPa z UK_Spont_uddr_vatten = 19.5 σ σ 1 + h UK_spont γ frik = 116.5kPa P p σ K p_frik = kPa Aktiva jordtryck: z ök_frik = 14.5 z UK_Spont_uddr_vatten = 19.5 σ 3 h UK_spont γ frik = 50kPa P a1 σ 3 K a_frik = kPa Moent kring rotationspunkt: M HB Q E1 h 1 + h lera + h UK_spont = h UK_spont M a_frik P a1 = h UK_spont h UK_spont Haarbandslast vid utförande av uddring i byggskede Aktiva jordtryck friktionsjord M p_frik P p1a + P p P p1a = Mothållande friktionsjord 3 M p_lera P p0 h lera h lera + h UK_spont + P p1 P p0 h lera + h lera h UK_spont = Mothållande lera 3 M stab M p_lera + M p_frik = M destab M HB + M a_frik = M stab µ =.3 > 1,0 OK! 1.1 M destab

41 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 1 of 31 Max oent i spont: Max oent i spont uppstår i lerskiktet. Last från otstående strävan ökar böjoent i sponten på vattensidan. Guess Values Constraints Solver x 10 P p1 P p0 Q E1 P p0 x+ x =0 h lera z noll find(x) = 4.14 M ax_uddring_vatten P p0 z noll P p1 P p0 + z noll z noll Q E1 h 1 + z noll = h lera 3 = M ax_uddring_vatten Moent kring tvärkraftsnollpunkt

42 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 13 of Kontroll passiv kil z UK_Spont_Muddring = Nedslagningsdjup spont ot land z UK_Spont_uddr_vatten = 19.5 Nedslagningsdjup spont vattensida L kil_land z UK_Spont_Muddring z ök_frik tan 45 + ϕ d_frik = L kil_vatten z UK_Spont_uddr_vatten z ök_frik tan 45 + ϕ d_frik = B L kil_land + L kil_vatten = Under projektering koer konstruktionen att optieras.

43 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 14 of Etapp 1, Muddring. Spont ot land (Bruksgränstillstånd). Aktivt jordtryck nivå z ök_lera = 5 σ 1 h lera_1 γ sed = 18kPa P 1 C uk_lera_1 = 8kPa σ 1 P 1 if P 1 > 0kPa = 8kPa a P 1 else a 0kPa a z ök_lera = 5 P 1aa C uk_1 = kpa σ 1 P 1a if P 1aa > 0kPa = 0kPa a P 1aa else a 0kPa a z ök_frik = 14.5 σ + h lera γ Lera = 84.5kPa P C uk_ = 41.7kPa σ 1 z berg = 8 P a σ K ak_frik = 4.911kPa z berg = 8 σ 3 σ + h frik γ frik = 19.5kPa P 3 σ 3 K ak_frik = kPa Passivt jordtryck nivå z ök_frik = 14.5 z berg = 8 σ p1 h frik γ frik = 135kPa P p1 σ p1 K pk_frik = kPa P l 1 = l P P 1aa h lera l 1 = h lera σ

44 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 15 of 31 Diensionering nedslagningsdjup: Lastkobination 6.16b enligt SS-EN 1990, avsnitt Exceptionella diensioneringssituationer. M a1 P 1 h lera_1 + + = 3 h lera_1 h 0 P l 1 + l 1 l + h Moent kring haarband 3 Guess Values Constraints Solver y 10 M a1 + P a y y P 3 P a + h lera + h 1 + y y + y h lera + h P p1 y y + y h lera + h 1 =0 h frik 3 h frik 3 y find(y) = z UK_Spont_Muddring_StagBort y= z ök_frik Haarbandslast per eter spontvägg: Q E1_StagBort P 1 h lera_1 + P l 1 P 3 P a + P a y+ y y P p1 y y = 68.6 h frik h frik Q E1_StagBort γ S_d Q E1_StagBort = 96

45 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 16 of 31 Max oent i spont: Max oent uppstår vid tvärkraftsnollpunkt. x räknas positiv neråt från ök Lera Guess Values Constraints Solver x 10 Q E1_StagBort P 1 h lera_1 + z noll find(x) = P l 1 x =0 M ax_uddring_stagbort P 1 h lera_1 + h lera_1 l + z noll + P z noll z noll Q E1_StagBort h 1 + l + z noll = l 1 3 Moent kring tvärkraftsnollpunkt M ax_uddring_stagbort γ S_d M ax_uddring_stagbort =

46 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 17 of Etapp. Fyllning Aktivt jordtryck nivå z ny_fyll = 3.5 z MLW = 0.57 σ.1 h ny_fyll γ nyfyll = 73.6kPa P.1 σ.1 K a_nyf = kPa z ök_frik = 14.5 σ. σ.1 + h ny_fyll γ nyfyll = 6.49kPa P. σ. K a_nyf = kPa z ök_frik = 14.5 P.a σ. K a_frik = 86.58kPa z berg = 8 σ.3 σ. + h frik γ frik = kPa P.3 σ.3 K a_frik = kPa Passivt jordtryck nivå z ök_lera = 5 P p.0 C ud_1 = kPa z ök_frik = 14.5 σ p.1 h lera γ Lera = 66.5kPa P p.1 + C ud_ = kPa z berg = 8 P p.1a σ p.1 K p_frik = kPa z berg = 8 σ p. σ p.1 + h frik γ frik = 01.5kPa P p. σ p. K p_frik = kPa σ p.1

47 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 18 of 31 Diensionering nedslagningsdjup: Lastkobination: DA3, A för geotekniska laster enligt BFS015:6 Kap 0, 8 Ekv 6.10, Tabell B-4 (Uppsättning C) Moent kring haarband h ny_fyll M a_1.1 P.1 h 1 = 3 h ny_fyll h ny_fyll h ny_fyll h ny_fyll M a_1. P.1 h ny_fyll + h + P. P.1 + h = h lera M p_1.1 P p.0 h lera + h 1 + P p.1 P p.0 + = 3 h lera h h lera y 10 γ d 1.1 M a_1.1 + M a_1. + P.a y y P.3 P.a + h lera + h 1 + y y + y h lera + h h frik 3 y find(y) = M p_1.1 + P p.1a y y P p. P p.1a + h lera + h 1 + y y + y h frik 3 h lera + h 1 =0 Negativt värde: dvs lerans otstånd räcker so othåll. Detta lastfall bedös inte vara diensionerande.

48 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 19 of Etapp 3, Stabilitetsberäkningar Brottanalys: Glidning längs basen och stjälpning Glidning ellan spontvägg och cellfyllning Vertikalt skjuvbrott i cellitt Horisontellt skjuvbrott

49 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 0 of 31 Ny indata: z ök_kross 5.5 ÖK Kross z ök_aska 1.0 ÖK Aska z ök_stab z ök_lera_1 = ÖK Stabilat z uk_stab 7 UK stabilat z Rot z ök_frik = 14.5 Rotationspunkt z UK_spont = Nedslagningsdjup spont z UK_Spont_Muddring h ÖL z ök_kross z ny_fyll = Krossaterial över cellspont betraktas so överlast h kross z ny_fyll z ök_aska =.5 Mäktighet kross h aska z ök_aska z MLW = 1.57 Mäktighet aska ovan MLW h aska z MLW z ök_stab = 1.43 Mäktighet kross under MLW h stab z ök_stab z uk_stab = 5 Mäktighet Stabilat h kons_lera z uk_stab z ök_frik = 7.5 Mäktighet konsoliderad lera Repetition indata: z ny_fyll = 3.5 ÖK fylld cell z HB = 1.5 CL haarband z MLW = 0.57 MLW z ök_frik = 14.5 ÖK friktionsjord h 0 = 3.5 Avstånd Haarband till ÖK stabilat h 1 = 6.5 Avstånd Haarband till sjöbotten h =.07 Avstånd Haarband till MLW

50 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 1 of 31 h ny_fyll = 4.07 Mäktighet ny fyllning ovan vatten h ny_fyll = Mäktighet ny fyllning under vatten h lera = 9.5 Mäktighet lera Bergkross γ kross 18 3 γ kross 11 3 tan ϕ k_kross ϕ k_kross 45 ϕ kross atan = 37.6 K a_kross tan 45 ϕ kross = 0.4 γ ϕ Aska γ aska 15 3 γ aska 5 3 tan ϕ k_aska ϕ k_aska 8 ϕ aska atan =. K a_aska tan 45 ϕ aska = γ ϕ Stabilat C uk_stab C uk_stab 60kPa C ud_stab = 40kPa γ stab 15 3 Konsoliderad lera γ stab γ cuk 5 3 C uk_kons1 C uk_kons1 30kPa C ud_kons1 = 0kPa Lerans odränerade skjuvhållfasthet ÖK lera γ cuk C uk_kons C uk_kons 50kPa C ud_kons = 33.3kPa Lerans odränerade skjuvhållfasthet UK lera γ cuk = γ Lera 17 = 3 γ Lera 7 3

51 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 of Glidning längs basen och stjälpning Jordtryck, aktiv sida nivå Aktivt jordtryck z ny_fyll = 3.5 σ s.0 h ÖL γ kross = 36kPa P s.0 σ s.0 K a_kross = 8.7kPa z ök_aska = 1 σ s.1 σ s.0 + h kross γ kross = 81kPa P s.1 σ s.1 K a_kross = 19.6kPa P s.1a σ s.1 K a_aska = 36.5kPa z MLW = 0.57 σ s. σ s.1 + h aska γ aska = kPa P s. σ s. K a_aska = 47.1kPa z ök_stab = σ s.3 σ s. + h aska γ aska = 111.7kPa P s.3 σ s.3 K a_aska = 50.4kPa P s.3a C ud_stab = 31.7kPa z uk_stab = 7 σ s.4 + h stab γ stab = 136.7kPa P s.4 C ud_stab = 56.7kPa σ s.3 σ s.3 σ s.4 P s.4a C ud_kons1 = 96.7kPa z ök_frik = 14.5 σ s.5 + h kons_lera γ Lera = 189.kPa P s.5 C ud_kons = 1.5kPa σ s.4 z UK_spont = σ s.6 + = 39.kPa σ s.5 h UK_spont γ frik σ s.4 σ s.5 Jordtryck, passiv sida z ök_lera = 5 P p.1 C ud_1 = kPa z ök_frik = 14.5 σ p.1 h lera γ Lera = 66.5kPa P p. + C ud_ = kPa σ p.1

52 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 3 of 31 Lastresultant aktivt jordtryck P s.1 + P s.0 P a0 h kross = P s. + P s.1a P a1 h aska = P s.3 + P s. P a h aska = P s.4 + P s.3a P a3 h stab = 1 P s.5 + P s.4a P a4 h kons_lera = 8.15 Lastresultant passivt jordtryck P p.1 + P p. P pa.1 h lera =

53 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 4 of 31 Stabiliserande tyngd av cellfyllning: B 15 Teoretisk avstånd ellan spontväggar G cell B h ny_fyll γ nyfyll + h ny_fyll γ nyfyll = Lastkobinering EQU enligt BFS 015:6 Tabell B-, Uppsättning A. Geoteknisk last enligt Tabell B-4, uppsättning C P dest P a0 + P a1 + P a + P a3 + P a4 = Destabiliserande aktiva jordtrycket G stab G cell tan ϕ d_frik = Stabiliserande friktionskraft från celltyngden R H γ d 1.1 P dest 0.9 P pa.1 = R d 0.9 G stab = R d µ glidning = > 1,0 då partialkoefficienter används i beräkning. OK! R H Enligt foundation engineering handbok > 1,5 för peranenta konstruktioner utan partialkoefficinter entligt ovan.

54 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 5 of 31 Moent räknas kring rotationspunkten Destabiliserande oent Kross ovan MLW M dest_0 P s.0 h kross + h kross h aska + h aska + h stab + h kons_lera + P s.1 P s.0 h kross + h kross h aska + h aska + h stab + h kons_lera = Aska ovan MLW Aska under MLW Stabilat Konsoliderat Lera Stabiliserande oent Lera Celltyngd M dest_1 P s.1a h aska + h aska h aska + h stab + h kons_lera + P s. P s.1a h aska + h aska h aska + h stab + h kons_lera = M dest_ P s. h aska + h aska h stab + h kons_lera + P s.3 P s. h aska + h aska h stab + h kons_lera = M dest_3 P s.3a h stab h stab + h kons_lera + P s.4 P s.3a h stab + h stab h kons_lera = h kons_lera h kons_lera M dest_4 P s.4a + P s.5 P s.4a = h lera h lera M stab P p.1 + P p. P p.1 = M stab_cell G cell B =

55 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 6 of 31 Friktion ellan friktionsjord och spont Då rörelse i spontväggen ot landsida är begränsad finns det ingen öjlighet för utveckling av passiva jordtryck pga stjälpning kring rotationspunkten. Vilojordtryck antas utveckla på öse sidor av sponten. Friktionen ellan aterialet so finns på insidan och utsidan av cellen skapar en nedåtriktad friktionskraft so stabiliserar cellen. Endast friktion från dubbelspontens utsida tillgodoräknas i stabilitetsberäkning. Lastkobination: Ekv (EQU), Tabell B-, EKS 10 h friktion z ök_frik z UK_spont = Spontvägg so drivs i friktionsjord f 0.3 Vilojordtryck utsidan spontcell Vertikal spänning enligt kap. 5.1 Glidning längs basen Friktionskoefficient ellan stål och jord z ök_frik = 14.5 σ s.5 = 189.kPa P 0.1 σ s.5 K 0_frik = 104.6kPa z UK_spont = σ s.6 = 39.kPa P 0. σ s.6 K 0_frik = 13.3kPa P P 0. P o_ut h friktion = P ut_fr P o_ut f= M ut_fr P ut_fr B= M H γ d 1.1 M dest_0 + M dest_1 + M dest_ + M dest_3 + M dest_4 0.9 M stab + M ut_fr = M d µstjälpning = M d 0.9 M stab_cell = M H e = 1.16 M H G cell

56 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 7 of Glidning ellan spontvägg och cellfyllning I det studerade fallet är det aktiva jordtrycket so trycker ot spontväggen, efterso vattentrycket är i stort sätt lika stor kring cellens väggar. M 0 M dest_0 + M dest_1 + M dest_ + M dest_3 + M dest_4 = Moent aktiva jordtryck V 0 P a0 + P a1 + P a + P a3 + P a4 = Tvärkraft aktiva jordtryck M 0 y = 6.54 V 0 Lastresultantens höjd tan ϕ nyfyll µ glidning_spont_fyll B = y

57 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 8 of Vertikalt skjuvbrott i cellitt

58 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 9 of 31 Lastkobinering EQU enligt BFS 015:6 Tabell B-, Uppsättning A M stjälp γ d 1.1 M dest_0 + M dest_1 + M dest_ + M dest_3 + M dest_4 = Aktivt jordtryck M stab 0.9 M stab + M ut_fr = M stjälp M stab V 1.5 = B Passivt jordtryck från lera och stabiliserande friktionskraft ellan spont och friktionsjord Skjuvkraft cos ϕ nyfyll K A_Nyfyll = Koefficient aktiva jordtryck för fyllning, enligt litteratur ovan cos ϕ nyfyll Skjuvotstånd i cellitt S r 1 γ nyfyll h ny_fyll + γ nyfyll h ny_fyll K A_Nyfyll tan ϕ nyfyll = Nedan räknas stabiliserande friktionskraft ellan cellfyllningsaterial och spontväggen. Jordtrycksberäkning ot spontväggen enligt fig ovan H 0.75 h ny_fyll + h ny_fyll = 13.5 dvs. z H H + z ny_fyll = 10 nivå z MLW = 0.57 σ 1 h ny_fyll γ nyfyll = 73.6kPa P 1 σ 1 K A_Nyfyll = kPa P A.1 P 1 = 68.8 z H = 10 σ σ 1 + H h ny_fyll γ nyfyll = kPa P σ K A_Nyfyll = 81.06kPa H h P A. P 1 + P ny_fyll = z Rot = 14.5 P 3 0kPa z P A.3 P + P 3 H z Rot = P A 0.9 P A.1 + P A. + P A.3 = f 0.3 fritkionskoefficient ellan stål och fyllning Sua jordtryck ed profil enligt Fig (b) P T f P A = S r + P T µ skjuvbott = V h ny_fyll

59 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 30 of Horisontell skjuvbrott (Cuings etod) B= 15 H z ny_fyll z Rot = 18 c B tan ϕ nyfyll = a H c= 6.46 h ny_fyll γ nyfyll + γ nyfyll a h ny_fyll γ a = a γ c γ nyfyll = Viktad tunghet ellan fyllning ovan och under MLW Viktad tunghet ino c ellan nyfyllning och orän M R =R 1 c + R c 3 där: = R 1 = R a c γ a c γ c M H = Enligt tidigare beräkning µ cuings M R + M T = M H M R + a c γ a c 3 γ c = M T P A f B= Stabiliserande oent per eter spont Stabiliserande oent per eter spont

60 Stabilitetsberäkning dubbelspont, Sek B-7 31 of 31 6 Saanställning Etapp 1 Muddring, spont ot land Etapp 1 Muddring, spont ot land (Stagbortfall) z UK_Spont_Muddring = 0.5 z UK_Spont_Muddring_StagBort = 18.3 Nedslagningsdjup = M ax_uddring = M ax_uddring_stagbort Max oent Q E1 = 19 Q E1_StagBort = 96 Haarbandslast per eter spont Etapp 1 Muddring, spont ot vatten z UK_Spont_uddr_vatten = 19.5 Nedslagningsdjup = M ax_uddring_vatten Q E = Max oent Haarbandslast per eter spont Etapp. Fyllning Etapp är inte diensionerande Stabilitetsberäkningar Satliga beräkningar föruto kontroll av glidning ellan spontvägg och fyllning är beräknade ed lastkobinationer enligt EKS 10, dvs > 1,0 är OK! Nedan redovisas även insta säkerhetsfaktorer enligt litteraturen där partialkoefficienter ej har använts. µ glidning = 1.75 > 1,5 µ stjälpning = 6 > 1,5 e= 1.13 Lastresultanten < B =.5 6 µ glidning_spont_fyll = 1.84 > 1,1-1,5 µ skjuvbott = 1.68 > 1,5 µ cuings = 4.04 > 1,5

61 ÖSTRAND BIORAFFINADERI Dubbelspont Redogörelse för konstruktionsarbetets förutsättningar och etoder [RKFM] STATUS: GRANSKNINGSHANDLING Rev Datu Revideringen avser Signatur Dokuentnan RKFM - Dubbelspont.docx Granskad av: David Horn Granskningsdatu Upprättad av: Gianbattista Catapano Solna Gianbattista Catapano Östrand Bioraffinaderi, dubbelspont - Datu Ort Nan Arbetsnan Uppdragsnr. Rev W:\\05 Beräkningar\Dubbelspont\RKFM\ RKFM - Dubbelspont.docx

62

63 RKFM Sida i Ort, datu Solna, Uppdragsnuer Upprättad av, Telefon Reviderad den Arbetsnan Gianbattista Catapano, Östrands Bioraffinaderi, dubbelspont Innehållsförteckning 0 ALLMÄNT BAKGRUND... 1 ADMINISTRATIVA UPPGIFTER... 3 PRINCIPIELL UTFORMNING GEOTEKNISKA FÖRHÅLLANDEN GEOTEKNISKA FÖRHÅLLANDEN Jordprofil PLAN- OCH HÖJDSYSTEM JORDPARAMETRAR FÖR DIMENSIONERING MATERIALPARAMETRAR Materialparaetrar snitt B Materialparaetrar snitt B MODELLFAKTOR VATTENSTÅND MATERIAL BETONGKONSTRUKTION DUBBELSPONT SÄKERHETSKLASSER, LASTER OCH LASTKOMBINATIONER GEOTEKNISK KATEGORI SÄKERHETSKLASS PERMANENTA LASTER Egenvikt betong Fyllning och jordtryck Vattentryck VARIABLA LASTER OLYCKSLASTER LASTKOMBINATIONER Allänt UTFORMNING OCH DIMENSIONERING FÖR BESTÄNDIGHET W:\\05 Beräkningar\Dubbelspont\RKFM\ RKFM - Dubbelspont.docx

64 RKFM Sida ii Ort, datu Solna, Uppdragsnuer Upprättad av, Telefon Reviderad den Arbetsnan Gianbattista Catapano, Östrands Bioraffinaderi, dubbelspont 6.1 TEKNISK LIVSLÄNGD EXPONERINGSKLASS OCH NOMINELLT TÄCKANDE BETONGSKIKT Dilatationsfogar SPONT PRINCIPER OCH ANTAGANDEN DIMENSIONERING KONTROLL AV SPONTENS STABILITET I BYGGSKEDE KONTROLL AV SPONT M.H.T. RISK FÖR HYDRAULISK UPPTRYCKNING AV BOTTEN DIMENSIONERING AV SPONT, HAMMARBAND, STAG OCH STRÄVA DIMENSIONERING AV KRÖNBALK UPPBYGGNADSSÄTT SEKTIONSINDELNING W:\\05 Beräkningar\Dubbelspont\RKFM\ RKFM - Dubbelspont.docx

65 RKFM 1 Sida Ort, datu Solna, Uppdragsnuer Upprättad av, Telefon Reviderad den Arbetsnan Gianbattista Catapano, Östrands Bioraffinaderi, dubbelspont 0 ALLMÄNT Styrande dokuent Grundförfattning: BFS 015:6 EKS 10 beslutade Tekniska råd: TK Geo 13 (TDOK 013:0667) publicerad Sponthandboken 018 Pålkoissionens rapport 107 IEG Rapport :008 Tilläpningsdokuent Grunder IEG Rapport :009 Tilläpningsdokuent Stödkonstruktioner Foundation engineering handbook, Winterkorn F. Advanced foundation engineering, Murthy V.N.S. Beräkningsstandard: SS-EN 1990 (EK0) publicerad /A1:005/AC:010 publicerad SS-EN 1991 (EK1) publicerad /AC:009 publicerad SS-EN 199 (EK) publicerad :005/AC:010 publicerad SS-EN 1993 (EK3), publicerad :005/AC:009 publicerad :005/AC:009 publicerad publicerad SS-EN 1997 (EK7), publicerad :005/AC:009 publicerad Norativa hänvisningar: Standard för betong- och stålkonstruktioner koer att definieras i saband ed projektering. W:\\05 Beräkningar\Dubbelspont\RKFM\ RKFM - Dubbelspont.docx

66 Sida RKFM Upprättad av, Telefon Gianbattista Catapano, Ort, datu Uppdragsnuer Solna, Reviderad den Arbetsnan Östrands Bioraffinaderi, dubbelspont 0.1 Bakgrund På uppdrag av SCA utför KFS en bärighetsutredning av en dubbelspont för att förstärka arken i anslutning till assafabriken. Preliinär utsträckning av dubbelsponten enligt Figur 0.1. Figur 0.1, Dubbelspontens utsträckning. W:\\05 Beräkningar\Dubbelspont\RKFM\ RKFM - Dubbelspont.docx

67 RKFM 3 Sida Ort, datu Solna, Uppdragsnuer Upprättad av, Telefon Reviderad den Arbetsnan Gianbattista Catapano, Östrands Bioraffinaderi, dubbelspont 1 ADMINISTRATIVA UPPGIFTER Entreprenör: Ännu ej utsedd Konstruktör: KFS AnläggningsKonstruktörer AB Kontaktpersoner: Hans Klingenberg, hans.klingenberg@kfs.se, David Horn, david.horn@kfs.se, Beställare: SCA Biorefinery Östrand AB Kontaktperson: Roger Östlin, roger.ostlin@sca.co, KFS Anläggningskonstruktörer AB:s ledningssyste är certifierat i enlighet ed SS-EN ISO 9001:008 och SS-EN ISO 14001:004. Certifieringsnuer: 5080, 5080 M. Certifieringsorgan: SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut. PRINCIPIELL UTFORMNING Utforning och arbetsordning enligt förslagsritningar K0-K53. Bifogade ritningar koer att anpassas till beräknade diensioner under projekteringen. 3 GEOTEKNISKA FÖRHÅLLANDEN 3.1 Geotekniska förhållanden Geotekniska förutsättningar enligt Tekniskt underlag till detaljplan, KFS, sat MUR GU Bioraffinaderi, Östrand assafabrik, preliinär handling Jordprofil Grundförhållandena ino studerat oråde i spontlinjen karakteriseras av lösa jordlager ed en äktighet på ellan 1 och 14. Dessa lager når ner till ett djup ellan 14 och 18 under edelvattenytan. De lösa jordlagren utgörs huvudsakligen av sulfidjordshaltig silt, siltig lera och lera ed sand- och siltskikt. Ino orådet finns tappningsvarv inlagrade i kohesionsjorden, tydligast på djup under edelvattenytan. Lerans odränerade skjuvhållfasthet bestäd ed konförsök på laboratoriet visar under det ytliga slalagret 10 kpa och so regel ca 0 kpa 10 därunder. Den siltiga leran är flerstädes ycket högsensitiv. Djupet till berg från edelvattenytan varierar ellan 8 och 3. W:\\05 Beräkningar\Dubbelspont\RKFM\ RKFM - Dubbelspont.docx

68 RKFM 4 Sida Ort, datu Solna, Uppdragsnuer Upprättad av, Telefon Reviderad den Arbetsnan Gianbattista Catapano, Östrands Bioraffinaderi, dubbelspont Mäktigheten hos friktionsjorden ovan berget i planerad spontlinje är ca 14. I sonderingspunkterna finns genoborrade block närast berget, en i de översta 5-10 etrarna av friktionsjorden finns inga block noterade. 3. Plan- och höjdsyste Höjdsyste: RH 000 Koordinatsyste: SWEREF Jordparaetrar för diensionering Konstruktionen diensioneras enligt DA3, enligt BFS 015:6, Kap Tabell I-1, Stödkonstruktion. Kobination i DA3 enligt SS-EN :005, avsnitt Tabell 3.1, Partialkoefficienter för jordparaetrar (γm) för verifiering av STR/GEO gränstillstånd enligt BFS 015:6, Kap Tabell I-6 Jordparaeter Sybol Uppsättning M (DA3) Friktionsvinkel γ ϕ 1,3 Odränerad skjuvhållfasthet γ cu 1,5 Tunghet γ γ 1,0 Diensionerande värden för aterialparaetrar i jorden enligt IEG :009, avsnitt 3.3.1, ekv 3-1: = 1 = (Ekvation för bestäning av diensionerande värde för friktionsaterial) = (Ekvation för bestäning av diensionerande värde för odränerad skjuvhållfasthet) Där ƞ är bestäd ur sabandet ƞ = ƞ 134 ƞ 56 ƞ 7 ƞ 8, där respektive ƞ har utvärderats enligt IEG rapport :009, rev 1 ed följande resultat: ƞ 134 = 0,95 ; ƞ 56 = 1,05 ; ƞ 7 = 1, ƞ 8 = 1 ƞ = 0,95 1, = 1,0 Antaget ƞ nyttjas för att bedöa o konstruktionens huvudått är riliga att bearbeta vidare i projekteringen. För verifiering av strukturella gränstillstånd används följande jordtryckskoefficienter enligt klassiska jordtrycksteori: =!45 & ' ( =1 )* (Aktivt jordtryck, friktionsjord) (Vilojordtryck, friktionsjord) W:\\05 Beräkningar\Dubbelspont\RKFM\ RKFM - Dubbelspont.docx