SVENSK STANDARD SS 27104:2016 Fastställd/Approved: 2016-01-29 Publicerad/Published: 2016-02-10 Utgåva/Edition: 1 Språk/Language: svenska/swedish ICS: 92.200.10; 93.020 Provning av geotekniska konstruktioner Förankringar Testing of geotechnical structures Anchorages
Standarder får världen att fungera SIS (Swedish Standards Institute) är en fristående ideell förening med medlemmar från både privat och offentlig sektor. Vi är en del av det europeiska och globala nätverk som utarbetar internationella standarder. Standarder är dokumenterad kunskap utvecklad av framstående aktörer inom industri, näringsliv och samhälle och befrämjar handel över gränser, bidrar till att processer och produkter blir säkrare samt effektiviserar din verksamhet. Delta och påverka Som medlem i SIS har du möjlighet att påverka framtida standarder inom ditt område på nationell, europeisk och global nivå. Du får samtidigt tillgång till tidig information om utvecklingen inom din bransch. Ta del av det färdiga arbetet Vi erbjuder våra kunder allt som rör standarder och deras tillämpning. Hos oss kan du köpa alla publikationer du behöver allt från enskilda standarder, tekniska rapporter och standardpaket till handböcker och onlinetjänster. Genom vår webbtjänst e-nav får du tillgång till ett lättnavigerat bibliotek där alla standarder som är aktuella för ditt företag finns tillgängliga. Standarder och handböcker är källor till kunskap. Vi säljer dem. Utveckla din kompetens och lyckas bättre i ditt arbete Hos SIS kan du gå öppna eller företagsinterna utbildningar kring innehåll och tillämpning av standarder. Genom vår närhet till den internationella utvecklingen och ISO får du rätt kunskap i rätt tid, direkt från källan. Med vår kunskap om standarders möjligheter hjälper vi våra kunder att skapa verklig nytta och lönsamhet i sina verksamheter. Vill du veta mer om SIS eller hur standarder kan effektivisera din verksamhet är du välkommen in på www.sis.se eller ta kontakt med oss på tel 08-555 523 00. Standards make the world go round SIS (Swedish Standards Institute) is an independent non-profit organisation with members from both the private and public sectors. We are part of the European and global network that draws up international standards. Standards consist of documented knowledge developed by prominent actors within the industry, business world and society. They promote cross-border trade, they help to make processes and products safer and they streamline your organisation. Take part and have influence As a member of SIS you will have the possibility to participate in standardization activities on national, European and global level. The membership in SIS will give you the opportunity to influence future standards and gain access to early stage information about developments within your field. Get to know the finished work We offer our customers everything in connection with standards and their application. You can purchase all the publications you need from us - everything from individual standards, technical reports and standard packages through to manuals and online services. Our web service e-nav gives you access to an easy-to-navigate library where all standards that are relevant to your company are available. Standards and manuals are sources of knowledge. We sell them. Increase understanding and improve perception With SIS you can undergo either shared or in-house training in the content and application of standards. Thanks to our proximity to international development and ISO you receive the right knowledge at the right time, direct from the source. With our knowledge about the potential of standards, we assist our customers in creating tangible benefit and profitability in their organisations. If you want to know more about SIS, or how standards can streamline your organisation, please visit www.sis.se or contact us on phone +46 (0)8-555 523 00
Copyright/Upphovsrätten till denna produkt tillhör SIS, Swedish Standards Institute, Stockholm, Sverige. Användningen av denna produkt regleras av slutanvändarlicensen som återfinns i denna produkt, se standardens sista sidor. Copyright SIS, Swedish Standards Institute, Stockholm, Sweden. All rights reserved. The use of this product is governed by the end-user licence for this product. You will find the licence in the end of this document. Upplysningar om sakinnehållet i standarden lämnas av SIS, Swedish Standards Institute, telefon 08-555 520 00. Standarder kan beställas hos SIS Förlag AB som även lämnar allmänna upplysningar om svensk och utländsk standard. Information about the content of the standard is available from the Swedish Standards Institute (SIS), telephone +46 8 555 520 00. Standards may be ordered from SIS Förlag AB, who can also provide general information about Swedish and foreign standards. Standarden är framtagen av kommittén för Geoteknik och geokonstruktioner, SIS/TK 183. Har du synpunkter på innehållet i den här standarden, vill du delta i ett kommande revideringsarbete eller vara med och ta fram andra standarder inom området? Gå in på www.sis.se - där hittar du mer information.
Innehåll 1 Omfattning... 4 2 Normativa hänvisningar... 4 3 Termer, definitioner och symboler... 4 3.1 Termer och definitioner... 4 3.2 Symboler... 5 4 Utrustning... 6 4.1 Allmänt... 6 4.2 Mothåll... 6 4.3 Domkraft... 7 4.4 Lastcell eller manometer... 7 4.5 Utrustning för att mäta deformation... 7 4.5.1 Mätklockor... 7 4.5.2 Måttstock... 7 4.6 Tid och temperatur... 7 5 Provningsförfarande... 8 5.1 Allmänt... 8 5.2 Undersökningsprov... 8 5.2.1 Krav på provdragningsstagen... 8 5.2.2 Omfattning... 8 5.2.3 Provningsförfarande... 8 5.2.4 Redovisning... 10 5.3 Lämplighetsprov... 10 5.3.1 Krav på provdragningsstagen... 10 5.3.2 Omfattning... 10 5.3.3 Provningsförfarande... 10 5.3.4 Redovisning... 11 5.4 Godkännandeprov... 12 5.4.1 Krav på förankringarna... 12 5.4.2 Omfattning... 12 5.4.3 Provningsförfarande... 12 5.4.4 Redovisning... 15 6 Redovisning och dokumentation... 15 6.1 Allmänt... 15 6.2 Omfattning av dokumentation... 15 6.2.1 Undersökningsprov och lämplighetsprov... 15 6.2.2 Godkännandeprov... 16 Litteraturförteckning... 18 Sida 2
Orientering Denna svenska standard specificerar hur förankringar ska provas, i avvaktan på att EN 22477-5 Geotechnical investigation and testing Testing of geotechnical structures Part 5: Testing of anchorages fastställs som Europastandard och därmed även som svensk standard. EN 22477-5 utvecklas av CEN/TC 341 Geotechnical Investigation and Testing. CEN/TC 288 Execution of special geotechnical works ansvarar för EN 1537 Execution of special geotechnical works Ground anchors. EN 1537:2000 reviderades och ersattes med den nya utgåvan EN 1537:2013. Den informativa bilagan i EN 1537:2000 om provning av förankringar har i den gällande utgåvan utgått, till förmån för att placeras i EN 22477-5. EN 22477-5 är ännu inte publicerad. Det står i orienteringen (introduction) till EN 1537:2013: As long as EN ISO 22477-5 is not available, national solutions should be implemented for the testing of anchors. Den svenska tekniska kommitté som speglar arbetet i CEN/TC 288 och CEN/TC 341 Geoteknik och geokonstruktioner, SIS/TK 183 har fått undantag från CEN:s standstill-regel och har fått tillstånd att utveckla denna svenska standard. CEN:s standstill-regel innebär att när en europastandard är under utveckling eller har publicerats ska CEN:s medlemsländer inte utföra någon standardiseringsaktivitet som kan äventyra den avsedda harmoniseringen. Det innebär bland annat att ingen nationell standard då får utvecklas, såvida den inte är helt i linje med europastandarden. För mer detaljer om standstill-regeln, se CEN Internal Regulations del 2, avsnitt 5. När EN 22477-5 fastställs som svensk standard ska denna standard dras in. 3
1 Omfattning Denna standard omfattar krav på utrustning, utförande och rapportering av provning av förankringar. Denna standard omfattar förankring med fri töjningslängd som kan förspännas och som överför kraft till en mothållande formation av berg eller jord. Denna standard omfattar såväl temporära som permanenta förankringar. 2 Normativa hänvisningar Detta avsnitt hänvisar till följande dokument som är nödvändiga när detta dokument ska tillämpas. För daterade hänvisningar gäller endast den utgåva som anges. För odaterade hänvisningar gäller senaste utgåvan av dokumentet (inklusive alla tillägg). SS-EN 1537:2013, Utförande av geokonstruktioner Förankringar SS-EN 1993-1-1 Eurokod 3: Dimensionering av stålkonstruktioner Del 1-1: Allmänna regler och regler för byggnader SS-EN 1997-1, Eurokod 7: Dimensionering av geokonstruktioner Del 1: Allmänna regler 3 Termer, definitioner och symboler 3.1 Termer och definitioner För tillämpning av detta dokument gäller de termer och definitioner som följer nedan. 3.1.1 förankring konstruktionselement med fri töjningslängd som kan förspännas, såväl temporärt som permanent, och som överför kraft till en mothållande formation av berg eller jord 3.1.2 bergstag typ 1 bergförankring fastgjutna i svenskt urberg av prekambriskt ursprung 3.1.3 bergstag typ 2 bergförankring som inte omfattas av bergstagtyp 1, och är installerad i övrigt berg inklusive krosszoner 3.1.4 jordstag förankring installerad i jord 3.1.5 undersökningsprov provbelastning för att verifiera den geotekniska bärförmågan vid brott hos en förankring i gränsskiktet mellan jord och förankringskropp samt för att bestämma förankringens egenskaper inom aktuellt belastningsintervall [KÄLLA: SS-EN 1537:2013, 3.1.16, översatt] en. investigation test 4
3.1.6 lämplighetsprov provbelastning för att bekräfta att dimensioneringen av en förankring ger tillräcklig kapacitet i de aktuella jordförhållandena [KÄLLA: SS-EN 1537:2013, 3.1.20, översatt] en. suitability test 3.1.7 godkännandeprov provbelastning för att bekräfta att en enskild förankring uppfyller godkännandekraven [KÄLLA: SS-EN 1537:2013, 3.1.3, översatt] en. acceptance test 3.1.8 provningsmetod 1 cyklisk provbelastning i drag, där deformationen avläses vid varje laststeg Anm. 1 till termpost: För godkännandeprov utförs provbelastning enligt provningsmetod 1 i en lastcykel. Anm. 2 till termpost: Provningsmetod 1, 2 och 3 specificeras i SS-EN 1537:2013. I denna standard används endast provningsmetod 1. 3.1.9 utdragskapacitet R a brott vid kryphastigheten, α = 2 mm Anm. 1 till termpost: Den uppmätta utdragskapaciteten R a erhålls vid brott. 3.1.10 karakteristisk utdragskapacitet R ak minsta uppmätta värde av R a för förankringarna inom provningsgruppen. Anm. 1 till termpost: Om kryphastigheten, α, inte överskrider 2 mm under provbelastningen så definieras karakteristiska utdragskapaciteten R ak som maximal provdragningslast. 3.2 Symboler P p P a P 0 P c R m P α Provdragningslast (kn) Referenslast (kn), 10% av P p, för noll-mätning av deformationer (temporära/permanenta) Låslast (kn) Kryplast (kn) Geoteknisk bärförmåga baserad på uppmätt kraft Skillnad mellan provdragningslast och referenslast, positiv eller negativ Lutningen på kurvan i ett diagram där krypdeformationen s plottas mot logaritmen för tidscykeln vid t a och t b. α = (s b s a )/ log( t b t a ) 5
α 1 α vid provbelastning enligt provningsmetod 1 F uk F yk Stålets karateristiska brottlast Stålets karakteristiska sträcklast 4 Utrustning 4.1 Allmänt Principen för uppställning för provbelastning framgår av figur 1. Mätklockor får under vissa förhållanden, se 4.5.2, ersättas med måttstock. Systemet ska dimensioneras så att samtliga komponenter klarar maximal provdragningslast. Gruppeffekten ska kontrolleras enligt SS-EN 1997-1 ifall det finns en risk att förankringskroppar i jord eller berg inkräktar på varandras lastupptagningszon. Förklaring 1) Deformationsmätning 2) Lastmätning 3) Domkraft 4) Mothåll 5) Förankring 6) Hydrauliskt system 4.2 Mothåll Figur 1 Principskiss, uppställning för provbelastning Mothållet ska utformas så att det inte påverkar provdragningsresultaten. Mothållet ska inte påföras en last större än bärförmågan hos stödkonstruktionen. I de fall detta inte kan säkerställas på grund av jordförhållanden eller stegvis schakt, så ska extra mätning av själva stödkonstruktionen i sig utföras under provbelastningen. Mothållet ska ha tillräcklig kapacitet för att kunna hantera maximal provdragningslast enligt SS-EN 1993-1-1. 6
4.3 Domkraft Domkraften ska ha en kapacitet som är större än provdragningslasten. Domkraften ska ha en tillräcklig slaglängd för att undvika omtag under provdragningen. Domkraften och manometern bör ha en kalibrering som inte är äldre än 1 år. Dokumentation för kalibreringen ska finnas tillgänglig. Avläsning av kraften ska kunna göras med en osäkerhet på högst 5 %. Domkraften ska installeras så att lasten appliceras centriskt och att domkraften verkar parallellt med staget. Avvikelsen ska inte vara större än 2. Lasten ska appliceras och avlastas med en jämn och inte för hög hastighet, för att säkerställa stabila mätningar. Domkraft som används för att belasta stång eller linstag ska ha en utformning så att hela staget belastas som en enhet. 4.4 Lastcell eller manometer Lastcellen och manometern ska ha en kalibrering som inte är äldre än 1 år. Dokumentation för kalibreringen ska finnas tillgänglig. Avläsning av kraften ska kunna göras med en osäkerhet på högst 5 % av P p. 4.5 Utrustning för att mäta deformation 4.5.1 Mätklockor Mätklockorna ska ha en upplösning på 0,01 mm. Mätnoggrannheten för mätklockorna ska minst vara 0,1 mm. Uppställning med 1 mätklocka får göras om deformationsmätningen uteslutande sker i stagets längdriktning. Mätklockor ska installeras fristående från domkraft på stabil ram som inte påverkas av vibrationer, klimatlaster eller mothållet under provningen. 4.5.2 Måttstock Måttstock får användas för mätning av deformation under följande förhållanden: godkännandeprov temporär förankring i berg eller i jord som inte är kohesionsjord. Mätnoggrannheten för måttstocken ska vara 1 mm eller bättre. 4.6 Tid och temperatur Mätnoggrannheten för tid ska vara 1 s eller bättre. Mätnoggrannheten för temperatur ska vara 1 C eller bättre. 7
5 Provningsförfarande 5.1 Allmänt Metodbeskrivningen i avsnitt 5 beskriver provning enligt provningsmetod 1. Den fria töjningslängden ska verifieras och ska inte avvika från teoretiskt beräknad töjningslängd med mer än 20 %. 5.2 Undersökningsprov 5.2.1 Krav på provdragningsstagen Undersökningsprov ska utföras på stag som inte är en del av den slutliga konstruktionen, som installeras före installationen av produktionsstag. Provdragningsstagen ska installeras i geotekniska förhållanden motsvarande de där produktionsstagen ska installeras. Installationen av provdragningsstagen ska ske med identisk metod som den som avses användas för produktionsstagen. De geotekniska förhållandena ska dokumenteras. Installationen ska dokumenteras enligt SS-EN 1537:2013. Provdragningsstagen ska ha samma förankringslängd som produktionsstagen. Kortare förankringslängd kan accepteras, under förutsättning att kompletterande lämplighetsprovningar utförs. Förankringslängden ska vara minst 3 m i jord och 2 m i berg. Tillräcklig tid med hänsyn till typ av förankring, installationsförfarande och markförhållanden på plats ska förlöpa mellan installation av provdragningsstaget till provdragningen genomförs. Syftet med detta är att säkerställa att spänningsförhållanden runt staget har återskapats och att tillräcklig hållfasthet uppnåtts hos förankringarna. 5.2.2 Omfattning Undersökningsprov, ifall det utförs, ska genomföras på minst tre förankringar. Undersökningsprov ska utföras för permanenta jordstag i friktionsjord. Undersökningsprov behöver inte utföras om dokumenterad erfarenhet av installation och provbelastning kan redovisas för samma typ av stag vid samma geologiska förutsättningar. Undersökningsprov bör göras vid tillämpning av nya typer av förankringar respektive installationsmetoder eller i områden där det inte finns tidigare dokumenterad erfarenhet av installation av förankringar i motsvarande geologiska förhållanden. 5.2.3 Provningsförfarande Förankringen ska provbelastas till brott (R A ) eller till provdragningslasten (P p ) som begränsas till det mindre värdet av 80 % av brottlast, F uk respektive 90 % av sträcklast, F yk. Förankringen ska belastas till maximal last med minst 6 lastcykler, se figur 2. Krav på laststeg och minsta tid för observation anges i tabell 1. Vid varje laststeg ska förankringens deformation mätas. När ett laststeg nås första gången, ska belastningen hållas konstant minst den tid som anges i tabell 1. 8
Mätning av krypdeformationer ska ske vid varje laststeg med tider enligt tabell 1. Tiden ska förlängas tills krypdeformationshastigheten är konstant vid den aktuella lasten. Deformationen ska dokumenteras vid varje aktuellt laststeg enligt tabell 1. Om antagen P p inte erhålls vid provbelastningen, ska den geotekniska bärförmågan som tillgodoräknas begränsas till uppmätt last vid provbelastningen, R m. ANM. Det kan förekomma fall vid till exempel nya stagtyper då det är motiverat att utföra undersökningsprov på bergstag. Förklaring 1) Pålagd last i procent av P p 2) Initial last Pa (ca 10 % av P p) 3) Deformation Figur 2 Princip provningsförfarande provningsmetod 1, undersökningsprov 9