Geoteknik? Geologi/berg Hydrogeologi/Geohydrologi Geoteknik c fu E
Geoteknik 1. Projekt Undersökningar/ utredningar Tolkning/ utvärdering 2. Geometrisk modell Bygghandlingar/ uppföljning Tolkning/ utvärdering Geomodell 4. Dimensionering åtgärder Beräkningar/ dimensionering 3. Matematisk modell c fu
Undersökande verksamhet
Hängslen och livrem? Vi vet aldrig allt Konsekvenser
Getå 1 oktober 1918 Norrköping 41 döda 40 skadade skålformig snittyta Bild från SGI:s hemsida
Norra Vallgatan
Bygga geomodell, exempel Geologiska kartor Tidigare undersökningar Geofysik
Geoteknisk undersökning
Bygga geomodell, exempel W max W min Fyllning k, E k k, w Bottensediment Lermorän sand Lermorän k, E k c uk, M ok, k, E k c uk, M ok, c c Kalkberg K, T, S
Dimensionerande grundvattennivå Närhet till Öresund HHW = +1,8 MW = +0,2 LLW = -1,1 100-års karakteristiskt värde Citytunneln, +2,1, klimateffekter Dimensionerande grundvattennivå, exempel H dim =MW+ n *(HHW 100 -MW), 0,2+1,2*(2,1-0,2)=+2,5
Grundläggning Ytgrundläggning, plattor Djupgrundläggning, pålar
Grundläggning? Typ och djup Jordarnas egenskaper, d.v.s. hållfasthet och deformation Tjälfrinivå Grundvatten Konstruktionsdjup Närliggande anläggningar
Beslut Teknik (genomförbarhet, säkerhet) Ekonomi Miljö (omgivningspåverkan)
Fyllning friktionsjordskaraktär = 18 kn/m3, =11 kn/m3 k= 30 o E k = 8 MPa + 3-1,5 +/- 0,0-4 - 10 Sediment Sjöbotten Lermorän sandskikt Kalkberg
Bärighet (brottgräns) Totalsättning (bruksgräns) Differanssättning (bruksgräns) Plattdim Sattdim
Sättningar Totalsättning Differanssättning L S k S d s = S d -S k Vinkeländring = s L 1/2000, pappersmaskin 1/500, broar 1/200, statiskt bestämda konstruktioner
Man kan aldrig lura? Fyllning Vatten
Pålgrundläggning Spetsbärande pålar Mantelbärande pålar
Material Betong (prefabricerade eller gjutna på plats) Stål (rör, stålkärnor, stålämne) Trä
Installation Slagna Borrade Förborrade Grävda
Lastkapacitet Last intervall? Slagen slank stålpåle (grundförstärkning), 100-350 kn Slagna betongpålar, 300-1500 kn Slagna stålrör, eller stålkärnor, 500-3500 kn Grävpålar, 3000-10 000 kn (även >10 000 kn) 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 Slanka stålpålar Slagna betongpålar Stålrör Grävpålar Påltyper Min Max
Cementa cementsilo i Malmö hamn
Yta på ca 750 m2 Om slagna pålar hade krävts 1800 m2
Bored cast-in-place piles
Lastkapacitet - Bärförmåga Lastkapacitet, pålens kapacitet, knäckning Bärförmåga, geoteknisk bärförmåga Bärförmåga= Mantel + Spets R = f m *A m + f s *A s
Vilken påltyp väljer vi? Slagna prefabricerade (förtillverkade) betongpålar Vanligaste påltypen i Sverige Ekonomi Olika standardpålar finns, SP1, SP2, SP3 Pållängder max 13 m (transport) Pålskarvar, bergsko?
Stoppslagningskriterier eller beräkning Lång erfarenhet av stoppslagning Max 10 mm:s sjunkning efter 10 slag
Stoppslagning
Stötvågsmätning Töjningsgivare Accelerometer Kraft Partikelhastighet
Stötvågsmätning Stötvåg som reflekterar mot spetsen av pålen Återkommande tryckvåg om fast botten Återkommande dragvåg om lös botten Initialvåg och reflexvåg mäts Bärförmåga Kontroll av påle, pållängd
Stötvågsmätning Hastighet (m/s) Kraft (kn) F, Kraft Tid (ms) V, partikelhastighet
Stötvågsmätning PDA-mätning, stötvågsmätning med Påldrivningsanalysator CASE-metoden, mät- och utvärderingsmetod CAPWAP, analys av påles funktionssätt, simulering R d = R k Rd * m * n = R k tot tot förr 3, provning från 2 till 1,5
Utförd mätning
Utförd PDA-mätning
PDA-mätning
PDA-mätning
PDA-mätning
Optimering L Stomsystem? t Fribärande Rd = 900 kn
Pålgrundläggning 200 mm Pålgrupper Pålar i rad Minsta avstånd mellan pålar, 4-6*D D = 275 mm, vilket innebär 1,1 till 1,6 m
Horisontalbelastning Liten horisontalkapacitet i slagna betongpålar Snedslagna pålar 2-400 kn 900 kn
Draghållfasthet Omvänd mantelbärförmåga Inget mothåll i fyllning Kohesion i lermorän utnyttjas Mantelyta, 4*0,275*6 = 6,6 m 2 Skjuvhållfasthet, C uk = 150 kpa Vidhäftning, a= 0,7 Rd, m, n, 1,6, 1,5, 1,1 6 m R = 6,6*0,7*150 1,6*1,5*1,1 = 250 kn
Klassificering av grundläggning Säkerhetsklass, SK1, SK2, SK3 Geoteknisk klass, GK1, GK2, GK3 (Eurokod geoteknisk kategori)
Omgivningspåverkan, pålning Jordundanträngning (närliggande byggnader och slänter) Sättningar Porvattentryck/dränering Vibrationer Buller
Byggbarhet + 3-1,5 +/- 0,0-4 - 10
Stödkonstruktioner Grundvattensänkning Hydraulisk botten upptryckning Upplyftning + 3-1,5-4 - 10