Chalmersmodellens applicering på starkt överkonsoliderad lera

Chalmersmodellens applicering på starkt överkonsoliderad lera Examensarbete inom Byggingenjörsprogrammet NATHALIE CINTHIO SANDRA JOSEFSSON Sektionen för ekonomi och teknik Byggingenjörsprogrammet HÖGSKOLAN I HALMSTAD Halmstad 2009

ABSTRACT In this master s thesis real settlements for the over consolidated clay below Arenahallen in Halmstad are compared with two different models for settlement calculations; Chalmersmodellen without creep and Chalmersmodellen with creep. Chalmersmodellen with creep is based on Terzaghi s consolidation theory with an addition to creep. The purpose has been to find out whether Chalmersmodellen with creep can be used for this clay or if Chalmersmodellen without creep should be used instead. The problem has been solved with detailed studies of literature, sampling of undisturbed flasks of clay with geotechnical boring trailer and tries of compression with an odometer of the flasks in question. Thereafter the evaluated results from the odometer were used in Chalmersmodellen. After complementary of the real settlement, where not all measurements exist, the results of our researches showed that Chalmersmodellen with creep were overestimating the settlement before the preconsolidation stress has been reached.

SAMMANFATTNING I examensarbetet jämförs verkliga sättningar för den överkonsoliderade leran under Arenahallen i Halmstad med två olika sättningsberäkningsmodeller; Chalmersmodellen utan kryp och Chalmersmodellen med kryp. Chalmersmodellen med kryp grundar sig på Terzaghis konsolideringsekvation med ett tillägg för krypning. Syftet har varit att ta reda på om Chalmersmodellen med kryp kan användas för denna lera eller om Chalmersmodellen utan kryp fungerar bättre. Problemet har lösts genom grundliga litteraturstudier, provtagning av ostörda prover genom kolvprovtagning med geoteknisk borrvagn samt kompressionsförsök med ödometer på tagna kolvar. Därefter utvärderades resultaten från ödometerförsöken och användes i Chalmersmodellen. Efter komplettering av den verkliga sättningen, där inte all mätdata finns, blev resultatet av våra undersökningar att Chalmersmodellen med kryp överskattar sättningen innan förskonsolideringstrycket är passerat.

FÖRORD Detta examensarbete utfördes under våren 2009 på byggingenjörsprogrammet på Högskolan i Halmstad med handledning av universitetsadjunkt Åke Spångberg. För bra konsultation och goda råd vill vi tacka universitetsadjunkt Åke Spångberg. Vi vill även rikta ett tack till geotekniker Ulrika Åkerlund på WSP i Halmstad som tålmodigt har lyssnat på våra funderingar och bistått med sin expertis, samt geotekniker Ulf Possfelt, WSP, som gjorde det här examensarbetet möjligt. Dessutom vill vi tacka Anders Linder, ViaNova GeoSuite AB, som svarat på frågor om GeoSuite Settlement. Halmstad maj 2009 Nathalie Cinthio Sandra Josefsson

INNEHÅLLSFÖRTECKNING ABSTRACT SAMMANFATTNING FÖRORD 1 Inledning 1 1.1 Problembakgrund 1 1.2 Syfte 1 1.3 Metod 1 1.4 Avgränsning 1 1.5 Disposition 2 2 Litteraturstudier 3 2.1 Lerans egenskaper 3 2.2 Krypning 3 2.3 Kompressionsförsök 3 2.4 Övriga försök 6 2.5 Chalmersmodellen 6 2.6 Parametrar 7 2.6.1 Förkonsolideringstrycket, ' c 8 2.6.2 Kompressionsmodulerna, M 8 2.6.3 Krypkoefficienten, s 10 2.6.4 Tidsmotståndstalet, r s 10 2.6.5 Referenstiden, t ref 11 2.6.6 In-situ-permeabiliteten, k init och permeabilitetsfaktorn C eps 12 3 Arenaprojektet 13 3.1 Områdesbeskrivning 13 3.1.1 Plankarta 13 3.1.2 Jordprofil 14 3.2 Leran 15 3.3 Kolvprovtagning med geoteknisk borrvagn 15 3.4 Labbförsök 16 4 Resultat av utvärderade parametrar 18 4.1 ' c och ' L 18 4.2 Kompressionsmoduler 19 4.3 Parametrar utvärderade från s 19 4.4 k init och C eps 20 4.5 Porositeten, n 20 5 Jämförelse 21 1

5.1 Felkällor 22 6 Slutsats 24 7 Källförteckning 25 7.1 Litteratur 25 7.2 Övriga referenser 25 7.3 Bilder 26 7.4 Figurer 26

1 Inledning För att beräkna sättningar i homogena jordar finns det etablerade metoder och beräkningsmodeller att använda sig av. För lerjordar med långtidsbundna laster som ger spänningar nära förkonsolideringstrycket, ' c, har det dock visat sig att sättningar utvecklas hastigare och blir betydligt större än vad tidigare antagits. Därför har en ny beräkningsmodell för krypsättningar tagits fram, Chalmersmodellen med kryp. Denna modell fungerar bra i Göteborg, där lerornas in-situ-tryck är nära förkonsolideringstrycket. 1.1 Problembakgrund Chalmersmodellen med kryp har använts av WSP för att prognostisera sättningar vid Arenaprojektet i Halmstad, trots att förkonsolideringstrycket i halmstadlerorna har ett mycket högre värde än lerorna i Göteborg. I och med detta kommer spänning från påförd last från Arenahallen, tillsammans med begynnelsespänningen, ' 0, ligga långt under förkonsolideringstrycket. Problemet är att det är svårt att veta hur väl Chalmersmodellen med kryp fungerar på dessa fasta leror. Eftersom modellen är krånglig och tidskrävande, på grund av att krypparametrar används, behövs en utredning angående dess likhet med verkliga sättningar. Om de verkliga sättningarna visar sig stämma bättre utan hänsyn till kryp, Chalmersmodellen utan kryp, kan beräkningar på framtida objekt utföras med denna istället. WSP har i sina beräkningar med Chalmersmodellen med kryp använt empiriskt framtagna parametrar. Dessa parametrar behöver verifieras genom ytterligare utredningar. Ett användande av fel värden på parametrar kan resultera i en dyrare kostnad för grundläggningen än vad som är nödvändigt. 1.2 Syfte Syftet är att ta reda på om Chalmersmodellen med kryp är lämplig att användas på överkonsoliderad lera i Halmstad och specifikt på Arenaprojektet. Kan beräkningar med denna modell användas eller fungerar Chalmersmodellen utan kryp bättre i jämförelse med verkligt uppmätta sättningar? 1.3 Metod Arbete inleds med grundliga litteraturstudier. Ostörda prover insamlas genom kolvprovtagning med geoteknisk borrvagn. Kompressionsförsök genomförs i ödometer på tagna kolvar. Därefter utvärderas resultaten från ödometerförsöken och används i Chalmersmodellen med och utan kryp. Sedan ska beräkningar i dessa modeller jämföras med uppmätta data på sättningar vid Arenaprojektet. 1.4 Avgränsning Med anledning av WSPs specifika önskemål utförs endast en jämförelse mellan Chalmersmodellen med kryp respektive Chalmersmodellen utan kryp med uppmätt data på Arenaprojektet i Halmstad. 1

1.5 Disposition Kapitel 2 ger en beskrivning av geotekniska begrepp samt redogör för hur parametrarna som ingår i beräkningsmodellerna utvärderas. Dessutom ges en kort beskrivning av Chalmersmodellen. Kapitel 3 behandlar uppgifter som är specifika för Arenaprojektet såsom områdesbeskrivning, plankarta och jordprofil. I detta kapitel tas även upp hur undersökningarna har utförts. I kapitlet därefter, kapitel 4, finns utvärderade parametrar. En jämförelse mellan Chalmersmodellen med kryp, Chalmersmodellen utan kryp och uppmätt data görs i kapitel 5. Här finnes även en kort redogörelse över felkällorna. Avslutningsvis sammanfattas resultaten i kapitel 6. 2

2 Litteraturstudier 2.1 Lerans egenskaper Leran är en kohesionsjord, vilket innebär att lerpartiklarna inte hålls ihop genom fiktion utan genom vattenfilmer som är fast bundna till leran. Denna bindning gör att leran kan överföra krafter mellan partiklarna utan att de egentligen vidrör varandra. Eftersom det är praktiskt omöjligt att kartlägga samtliga krafter i kontaktpunkterna mellan lerpartiklarna, används begreppet spänning. Spänningen är ett medelvärde av kontaktkrafterna. Spänningen som påverkar kornskelettet kallas effektivtryck och den som påverkar porvattnet kallas portryck. Tillsammans utgör dessa totaltryck. 1 Konsolidering är volymminskning av jorden genom vattenavgång. Denna vattenminskning tar lång tid för en lera eftersom denna jordart har låg permeabilitet. Direkt efter påförd last kommer således belastningen att bäras av porvattnet 2 och fördröjningen av dess avgång leda till ett porövertryck 3. Efterhand som vattnet pressas undan kommer belastningen successivt istället övergå till kornskelettet, vilket innebär att effektivspänningen ökar. Denna undanpressning av vatten innebär således en portrycksändring och sättningsstadiet kallas primär konsolidering. Efter en viss tid med konstant belastning kommer portrycket utjämnas och detta sättningsstadium kallas istället sekundär konsolidering 2. Om en lera är överkonsoliderad betyder det att leran tidigare varit utsatt för en spänning som är större än den nu rådande. Denna högre spänning kallas för lerans förkonsolideringstryck och innebär att leran tidigare har konsoliderat till denna nivå, vilket tydligt påverkar lerans deformationsegenskaper. Belastningen kan exempelvis komma från inlandsisen eller bero på att en lägre grundvattenyta tidigare har förekommit 3. Normalkonsoliderade leror har inte utsatts för ett tryck som är högre än det nu rådande. Överkonsoliderade leror är styvare än normalkonsoliderade leror 1 på grund av den konsolidering som redan har skett. 2.2 Krypning När en belastning påförs leran kommer en direkt elastisk och plastisk deformation att uppstå. Deformationen kommer emellertid att fortsätta även efter det att belastningen helt övergått från porvattnet till kornskelettet. Detta kallas för krypning eller sekundär kompression. 1 Det har visat sig att primär konsolidering och sekundär konsolidering inte är helt skilda från varandra, utan verkar i viss mån samtidigt 3. Detta gör att det är svårt att utforma en beräkningsmodell som klarar av att skilja dessa åt. 2.3 Kompressionsförsök Ett sätt att skaffa sig kunskap om sättningarna i en lerjord är att utföra ett kompressionsförsök. Det finns i huvudsak två väl beprövade metoder; stegvis ödometer 1 Axelsson, K. 2 Larsson, R. (2008) 3 Meijer, K., Åberg, A. (2007) 3

och CRS (Constant Rate of Strain). Ödometern är en något äldre variant som är mer tidskrävande och fordrar en större arbetsinsats. Vid försök med krypning ska aktuellt laststeg ligga på i elva dygn. CRS är en modernare variant av ödometerförsök, där belastningen påförs så att deformationshastigheten blir konstant 2. Detta ger ett resultat efter endast ett dygn. Vad denna metod saknar är att den inte kan förutsäga något om krypdeformationer. Bild 1. Ödometer. En förutsättning för att kunna använda sig av ödometern är att proverna är ostörda. Ett prov, som är 50 mm i diameter och 20 mm högt, placeras i en metallring som sedan förses med en filtersten under provet och en stämpel med filtersten över 2. Filterstenen har som uppgift att dränera bort porvatten som trycks undan under kompressionen 1. Det är viktigt att ingen friktion finns mellan metallringen och stämpeln för att erhålla ett så korrekt resultat som möjligt. Provet placeras i ödometern och indikatorklockan, som är ett känsligt instrument som mäter i tusendels millimeter, ställs in. Därefter läggs första laststeget på. Efter varje dygn dubblas lasten tills den önskade maximala belastningen nåtts, som kan vara olika beroende på om leran är lös eller fast. Avläsning av deformationen sker sedan under bestämda tidsmellanrum, där dygnsavläsningarna används vid bestämning av förkonsolideringstrycket 4. Första avläsningen görs efter endast fyra sekunder, därefter dubblas tidsmellanrummen tills ett dygn uppnåtts. Se bilaga 1 för mer information om tidsmellanrummen. 2 Larsson, R. (2008) 1 Axelsson, K 4 Standardiseringskommissonen i Sverige (1993) 4

Kurvan ska ritas i ett halvlogaritmiskt diagram, med effektivspänningen på x-axeln i logaritmisk skala och kompressionen i procent av ursprunglig höjd på y-axeln. På y-axeln ska 24-timmarsvärdet av kompressionen för varje laststeg väljas. Utvärdering av förkonsolideringstrycket görs enligt följande 4 : 1. En tangent görs till den punkt där kurvan har störst lutningsändring. 2. En horisontell linje dras från denna punkt. 3. Kurvans räta del förlängs. 4. Punkten där bisektrisen, linjen mellan tangenten och horisontallinjen, och kurvans förlängning möts utgör förkonsolideringstrycket. Figur 1. Utvärdering av förkonsolideringstrycket. Avlastnings- och pålastningsförsök görs när leran är normalkonsoliderad, det vill säga när förkonsolideringstrycket är passerat, för att få fram den elastiska sättningen och för att noga kunna bestämma kompressionsmodulen, M 0, under förkonsolideringstrycket. Avlastningen utföres i tre steg ner till det vertikala spänningsförhållandet in-situ 4, det vill säga den effektivspänning som finns naturligt i marken. Den del av deformationen som är elastisk kommer då att återgå, medan den plastiska delen kommer att kvarstå 1. Därefter görs en pålastning i samma tre laststeg. Under både pålastning och avlastning bör varje laststeg ligga på i ett dygn 4, så att porövertrycket utjämnas. Pålastningskurvan följer i stort sett avlastningskurvan och kompressionen är alltså elastisk. När pålastningskurvan når den ursprungliga kurvan och därmed förkonsolideringstrycket fortsätter deformationen enligt denna jungfrukurva 1. 4 Standardiseringskommissonen i Sverige (1993) 1 Axelsson, K. 5

Figur 2. Av- och pålastningsförsök. 2.4 Övriga försök För att kunna bestämma lerans egenskaper kan ett flertal försök utföras. Vissa kan göras i fält med geoteknisk borrvagn och andra görs i laboratoriet. För att utvärdera förkonsolideringstrycket kan tre olika metoder användas; fallkonförsök, CPT-sondering och vingförsök. CPT-sondering kan även användas för utvärdering av kompressionsmodulen, M 0. Fallkonförsök går ut på att en kon med känd spetsvinkel och vikt placeras vid lerans horisontella ytgräns. Konen släpps och sjunker in i leran. Konintrycket i leran mäts och skjuvhållfastheten kan bestämmas 13. CPT-sondering innebär att en cylindrisk sond med en viss spetsvinkel förs ner i jorden med konstant hastighet. Spetstrycket mäts och detta används sedan för att utvärdera förkonsolideringstrycket. 14 Detta ger även ett värde på markens relativa fasthet, vilket behövs för utvärdering av M 0. Vingförsök är ett mekaniskt sätt att bestämma lerans skjuvhållfasthet. En vinge som består av två korslagda plåtar förs ner i jorden. Med hjälp av en vev roteras vingen tills brott uppstår. 13 2.5 Chalmersmodellen Chalmersmodellen, som är speciellt framtagen för lösa lerjordar, räknar i flera lager och med flera tidssteg. Därför är det av praktiska orsaker begränsande att använda sig av handberäkningar. Modellen är utvecklad på Chalmers Tekniska Högskola och grundar sig 13 Sällfors, G. (1994) 14 Larsson, R. (2007) 6

på Terzaghis konsolideringsekvation 3. För att denna ekvation ska vara gällande görs vissa antaganden 1 : Permeabiliteten och kompressionsmodulen är konstanta. Porvattnet är styvare än kornskelettet och tar därmed hela lasten i inledningsskedet av påförd last. Vattenflödet sker endast vertikalt. Darcy s lag om vattnets strömningshastighet gäller. Volymen av det undanpressade vattnet motsvarar volymen av kompressionen. Den sista punkten är viktig eftersom den förutsätter att kompressionen slutar när det råder portrycksjämvikt, vilket alltså innebär att man bortser från krypning. Ekvationen ser ut enligt följande 3 : 2 1 u k u 2 M t w z (ekv 1) I Chalmersmodellen med kryp finns även ett tillägg för krypeffekter och då blir ekvationen som följer 3 : 1 M u t 2 k u 2 z w r s 1 t t r (ekv 2) där M kompressionsmodul u portryck t tid k permeabilitet w vattnets tunghet z djup r tidsmotsåndstal s t referenstid r Beräkningsmodellen är implementerad i företaget ViaNova GeoSuite AB:s programvara GeoSuite Settlement. Modellen håller fortfarande på att utvecklas genom att beräkningsresultaten jämförs med verklig uppmätt data på sättningar. 5 2.6 Parametrar I både Chalmersmodellen med kryp och Chalmersmodellen utan kryp används flera parametrar för att beräkna sättningar. Detta avsnitt behandlar dessa parametrar. 3 Meijer, K., Åberg, A. (2007) 1 Axelsson, K. 5 Vägverket (2008) 7

2.6.1 Förkonsolideringstrycket, ' c Förkonsolideringstrycket utvärderas som beskrivits i kapitel 2.3 med kompressionsförsök. Dessutom kan ' c uppskattas genom följande ekvation 6 : V, k c (ekv 3) w 0,45 L där V = okorrigerat hållfasthetsvärde från vingförsök okorrigerat hållfasthetsvärde från fallkonförsök k = förkonsolideringstrycket c w flytgränsen L Se vidare i kapitel 2.4 för information om vingförsök respektive fallkonförsök. Förkonsolideringstrycket utvärderas på följande sätt från CPT-sondering 14 : q t v0 c (ekv 4) 1,21 4,4 wl där q spetstrycket t vertikal in-situ-spänning v0 w flytgränsen L 2.6.2 Kompressionsmodulerna, M Kompressionsmodulerna bestäms genom ödometerförsök. Denna är konstant för spänningar under ' c och benämns M 0. För spänningar mellan ' c och ' L är modulen även nu konstant och betecknas M L, där ' L är gränsspänningen mellan M L och M'. Efter ' L ökar M' rätlinjigt och värdet på kompressionsmodulen är lutningen på linjen 7, se figur 3. 6 Larsson, R., m fl. (2007) 14 Larsson, R. (2007) 7 Rehnström, B. (2001) 8

Figur 3. Kompressionsmodulens förändring med effektivtrycket. Ur figur 3 kan även parametrarna a 0 och a 1 utläsas. Dessa är framtagna empiriskt, genom mängder av testlokaler, från utvecklarna av Chalmersmodellen. a 0 sätts till 0,8 och a 1 sätts till 1,0 8. M 0 är utbildad elastisk axialtöjning och beräknas genom följande ekvation 1, M 0 (ekv 5) a a0 e a där a a 0 e a rådande effektivspänning innan avlastning effektivspänning efter avlastning elastisk töjning Figur 4. Utvärdering av M 0. 8 Konsultation med Anders Linder på ViaNova GeoSuite AB 1 Axelsson, K. 9

M 0 kan även beräknas genom att utvärdera resultatet från till exempel CPT-sondering. CPT-sondering ger ett värde på markens relativa fasthet. Från detta kan Elasticitetsmodulen, E, överslagsmässigt bedömas och för normalfallet kan sambandet E = 0,75 M 0 (ekv 6) användas. 9 2.6.3 Krypkoefficienten, s Som nämndes i kapitel 2.3 läses deformationen av under vissa bestämda tidsintervall, där tidsintervallen hela tiden dubblas tills ett dygn uppnås från tiden för pålastning. Därefter görs dygnsavläsningar upp till elva dygn. Dessa avläsningar kommer att bilda en kurva i ett diagram med tiden i logaritmisk skala på x-axeln och kompressionen i procent på y- axeln, se figur 5. I denna kurva ska sedan s utvärderas, som är lutningen mellan punkterna för avläsningarna ett dygn och elva dygn. Krypkoefficienten är ett mått på kryphastigheten efter det att porövertrycket har utjämnats. 3 Figur 5. Krypkoefficinten. 2.6.4 Tidsmotståndstalet, r s Tidsmotståndstalet är en parameter för krypning som har följande samband med s ; r s ln10 (ekv 7) s Tidsmotståndstalet bestäms utifrån ödometerförsök för samtliga belastningssteg på alla djup. Dessa uppritas sedan i ett diagram och en kurva kan dras längs ansamlingen av mätvärden, se figur 6 nedan. Krypeffekterna är ofta små under ' c, vilket medför att tidsmotståndstalet, r 0, är högt. Vid ' c når krypeffekten sitt högsta värde och 9 Bergdahl, U., Ottosson, E., Stigson Malmborg, B. (1993) 3 Meijer, K., Åberg, A. (2007) 10

tidsmotståndstalet antar sitt lägsta värde, r 1. På x-axeln utläses b 0 och b 1, som är förhållandet mellan rådande belastningssteg och förkonsolideringstrycket 3, enligt figur 6. Figur 6. Tidsmotståndstalets variation. 2.6.5 Referenstiden, t ref t ref används för att ta fram R 0, time resistance, vid tiden t 0 då krypsättningar börjar. R 0 kommer sedan användas i GeoSuite Settlement där Chalmersmodellen med kryp är implementerad. Lutningen på linjen i det undre diagrammet i figur 7 på nästa sida är det samma som tidsmotståndstalet, r, och denna linje börjar vid t ref. Denna parameter mäts i enheten år och brukar sättas till -0,00274 år, det vill säga -1 dygn. För att få fram R 0 dras en linje från punkten där portrycket har utjämnats i det övre diagrammet, ner till det undre tills den idealiserade kurvan möts. Denna punkt kallas t 0 och där kan R 0 utläsas 8. Figur 7. Utvärdering av t ref. 3 Meijer, K., Åberg, A. (2007) 8 Konsultation med Anders Linder, ViaNova Geosuite AB 11

2.6.6 In-situ-permeabiliteten, k init och permeabilitetsfaktorn C eps Parametern k init, som har enheten m/år, avläses ur erhållna diagram från CRS-försök. Olika linjer för olika djup ritas upp i diagrammet '/deformation, se bilaga 15. Därefter dras en vertikal linje vid 0 för aktuellt djup och deformationen i procent kan avläsas. Denna procentsats användes sedan i diagrammet permeabilitet/deformation för att läsa av k init 10. Parametern C eps, även känd som k, är en permeabilitetsfaktor som även den utvärderas från CRS-försök. 10 Konsultation med Anders Linder, ViaNova Geosuite AB och Ulrika Åkerlund, WSP Halmstad 12

3 Arenaprojektet 3.1 Områdesbeskrivning WSP Halmstad har under sommaren och hösten 2007 utfört geotekniska undersökningar av arenaområdet på uppdrag av ANJOBygg AB, som är entreprenör för Arenaprojektet. WSP har gjort både laboratorieundersökningar och uppfört provbankar för att kunna bestyrka sättningsberäkningarna. Dessa beräkningar är gjorda i två olika beräkningsprogram för att erhållna resultat ska kunna jämföras. Ett av dessa program är GeoSuite Settlement, där Chalmersmodellen ingår som beräkningsmodell. En del parametrar som används i beräkningsmodellen är schablonvärden 11. Mätningar på sättningar har gjorts under byggtiden och görs än idag på de punkter där möjligheten finns. 3.1.1 Plankarta Arenahallen byggs på Sannarp i Halmstad, se figur 8. Figur 8. Områdesplan. I markeringen byggs Arenahallen 11 Possfelt, U. (2008) 13

Mätpunkt 106 respektive 107 har valts eftersom dessa ligger nära vår borrpunkt. Dessa mätpunkter ska användas som referenspunkter över verkliga sättningar i jämförelsen. Borrpunkt 20, där CPT-sonderingen har utförts, finns tillsammans med ovanstående punkter i figur 9. Figur 9. Planritning över vår borrpunkt, borrpunkt 20 samt mätpunkterna 106 och 107. 3.1.2 Jordprofil WSP Halmstad har inför byggandet av Arenahallen gjort grundliga undersökningar om jordlagerprofilen för det aktuella området i totalt cirka 80 punkter. De undersökningarna visade att jordprofilen består av fyra olika jordarter. Överst finns ett lager av mulljord. Under mulljorden finns silt eller silt med inslag av mulljord. På vissa ställen i detta lager finns även vissa inslag av fyllning av lera med rester av glas, plast, keramik och tegel. I lagret under finns sand eller siltig finsand. Det nedersta lagret består av fast glacial lera. Den här leran är, som tidigare påpekats, fast och överkonsoliderad. 11 Mulljord 0-0,3 m Silt/mullhaltig silt 0,3-1,0 m Sand och siltig finsand med tunna torvskikt 1,0-6,0 m 11 Possfelt, U. (2008) Fast glaciallera 6 - >20 m Figur 10. Jordprofil under Arenahallen. 14

3.2 Leran Det är svårt att utvärdera förkonsolideringstrycket i överkonsoliderade leror i Halmstadområdet med ödometerförsök. Kompressionskurvan saknar nämligen en klar brytpunkt, såsom i figur 11, jämför med bilaga 4. CRS-metoden kan ge ett bättre resultat 12. Anledningen till att lerorna i Halmstad är stark överkonsoliderade beror på att inlandsisen över detta område utsatt marken för ett mycket stort tryck. Figur 11. Kurva över förkonsolideringstrycket med klar brytpunkt. 3.3 Kolvprovtagning med geoteknisk borrvagn För att kunna utföra ödometerförsök fick lerprover samlas in från arenaområdet. Detta gjordes med hjälp av en geoteknisk borrvagn. För att komma ner till leran fick en förborrning först utföras, eftersom kolven som lerproverna ska samlas i inte klarar av att borra genom sand. På vägen ner mot leran gick borren först igenom nämnda lager sand samt ett tunt lager med gammal sjöbotten som innehöll snäckskal och torv. Slutligen nåddes leran och iordningställandet inför kolvtagningen påbörjades. Kolvar från fyra nivåer samlades in; 6, 7, 8 och 9 meters djup. På varje nivå togs tre prover, alltså erhölls totalt tolv prover med lera. Det är viktigt att provet i mitten är av bra kvalité eftersom det är det prov som ödometerförsöket görs på. Vid kolvtagning ska kolven snurras med 140 halvvarv och tryckas med ca 15 kn. Som avslutning gjordes ett vingförsök. Precis som tidigare fick en förborrning utföras genom sanden för att komma ner till leran. Därefter fördes vingen ner i hålet. Vingförsök utfördes på 7 och 8 meters djup. 12 Bjurström, G., Hansson, Ö., Lakka, L. (1979) 15

Bild 2. Geoteknisk borrvagn. 3.4 Labbförsök Efter en kontroll av lerans egenskaper på respektive djup, såsom densitet och vatteninnehåll samt fallkonförsök för att kunna bestämma skjuvhållfastheten, laddades ödometern. Ödometerförsöken har utförts såsom beskrivits ovan i kapitel 2.3. Provet på 6 meters djup fick ligga belastad med 80 kpa i elva dygn för att krypkoefficienten s noga skulle kunna bestämmas se kapitel 2.6.3. Anledningen till att 80 kpa valdes beror på att detta värde garanterat ligger under förkonsolideringstrycket. På samma prov gjordes dessutom ett av- och pålastningsförsök. För en redogörelse av hur detta går till se kapitel 2.3. In-situ-effektivspänningen, ' 0, räknades först fram i leran på 6 meters djup, se ekv 7, det vill säga den spänning som råder i marken utan belastning, se bilaga 13. Denna insitu-effektivspänning fick vi till 80 kpa, vilket innebär en avlastning i tre steg på vardera 80 kpa, eftersom avlastningen påbörjades vid 320 kpa. Därefter lastades samma tre laststeg på. 16

In-situ-spänningen i jorden räknas ut enligt följande 7 : (ekv 8) 0 1 h1 2 h2 3 h3 där tungheten ovanför grundvattenytan tungheten under grundvattenytan h höjden på jordlagret För att kunna säkerställa erhållna diagram gjordes ytterligare ett ödometerförsök, denna gång endast med dygnsavläsningar. Tidigare har inga regelrätta avläsningar kunnat göras eftersom labbet inte har kunnat användas på helgerna, därav en liten men kanske avgörande förskjutning av kurvan på tidsaxeln. 7 Rehnström, B. (2001) 17

4 Resultat av utvärderade parametrar Sättningsberäkningar har utförts i beräkningsprogrammet GeoSuite Settlement med Chalmersmodellen, både med hänsyn till krypeffekter och utan. Nedan följer en redovisning av använda parametrar. 4.1 ' c och ' L Dessa parametrar används i båda modellerna. Förkonsolideringtrycket kan utvärderas på fyra olika sätt, se kapitel 2.6.1. Utvärdering av förkonsolideringstrycket från ödometerförsöket finns i bilaga 5. Vingförsöket utvärderas genom följande 13 : Avstånden a och b i bilaga 16 mäts. Sjuvhållfastheten v bestäms genom: a b k (ekv 9) v k är en kalibreringsfaktor som beror på instrumentet, här 1,21. Förkonsolideringstrycket beräknas enligt ekv 3 där w L är ett medelvärde från labbförsöken på de olika djupen, se bilaga 7. Spetstrycket, q t, från CPT-sonderingen har erhållits från WSP och finns i bilaga 13, se ekv 4 för uträkning av förkonsolideringstrycket. Värden på skjuvhållfasthet från fallkonförsök finns i bilaga 7. Av dessa fyra utvärderingsmetoder har sedan ett medelvärde av förkonsolideringstrycket för varje djup tagits, se bilaga 13. Då material inte finns för att utvärdera förkonsolideringtrycket för alla djup, har de mätvärden som funnits tillgängliga fått användas. Vingförsök har exempelvis endast gjorts på 7 respektive 8 meters djup. De utvärderade förkonsolideringstrycken i förhållande till ' 0 + ' (in-situeffektivspänning + tillskottslastens spridning med djupet) har sammanställts. Här uppskattades tyngden som påverkar leran vara såpass långt ifrån ' c att ' L aldrig blir aktuell se figur 12. Om programmet ändå skulle ta hänsyn till denna parameter har den satts mycket hög i förhållande till förkonsolideringstrycket, ' L =1000 kpa. Detta har gjorts både för sanden och leran, se bilaga 8 och 9. 13 Sällfors, G. (1994) 18

0,0 0 100 200 300 400 500 600 700 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 sigma'c (CPT) sigma'c (Tv) sigma'c (Tf) sigma'c (ödometer) sigma'0 Lastspridning sigma'0 + last Medelvärde sigma_c 14,0 16,0 18,0 Figur 12. Lastspridning adderat till in-situ-spänningen (grön kurva) har lägre värde än förkonsolideringstrycket (röd kurva) 4.2 Kompressionsmoduler Kompressionsmodulen, M 0, används i båda modellerna. Modulen för leran har utvärderats genom av- och pålastningsförsök i ödometern. Resultatet av detta blev en modul på 39 000 kpa, se ekv 5 och bilaga 6. För sanden grundades modulen på resultatet från CPT-sonderingen. Denna blev olika beroende på djupet. I bilaga 17 finns resultatet från CPT-sonderingen och tabell över förhållandet mellan relativ fasthet och elasticitetsmodul. Se även ekv 6. Parametrarna M L och M mrk (M') är relaterade till ' L och används därför inte eftersom ' c aldrig överskrids, se figur 3. För att undvika att modellen använder modulerna i sin beräkning, ansätts höga värden, se bilaga 8 respektive 9. 4.3 Parametrar utvärderade från s Parametern s används endast i Chalmersmodellen med kryp, eftersom det är en krypkoefficient. Medelvärdet på förkonsolideringstrycket, som används för att rita upp r s i ett diagram, på 6, 7, 8 och 9 meters djup är utvärderat till 300 kpa, se bilaga 13. Då ödometerförsök endast har utförts på fyra djup finns inte tillräckligt med material för att kunna säkerställa ett tillräckligt noggrant värde på r 0, r 1, b 0 och b 1. De utvärderade värdena var ändå rimliga med hänsyn till WSP:s tidigare försök på leran vid Arenahallen: r 0 = 5900 r 1 = 900 b 0 = 0,4 b 1 = 1,0 19

Figur 13. Vår utvärdering av r 0, r 1, b 0 och b 1. 4.4 k init och C eps Dessa parametrar används i både Chalmersmodellen med och utan kryp. Det har tidigare gjorts CRS-försök på lerorna vid Arenahallen, varifrån diagram har erhållits och ur vilka k init kan utvärderas. k init utvärderades till 0,006 m/år för leran, se bilaga 15. Sanden släpper igenom vatten med en större hastighet, vilket gör att k init blir större. Detta värde har diskuterats fram i samråd med Ulf Possfelt, WSP Halmstad, till 60 m/år. SGI (Statens Geotekniska Institut) har i en tidigare analys kommit fram till att C eps = 1,5, se bilaga 14. 4.5 Porositeten, n Porositeten är en parameter som inte ändrar resultatet från sättningsberäkningarna nämnvärt, därför har inte denna parameter undersökts närmare utan schablonvärden har istället använts. 20

5 Jämförelse För att kunna jämföra resultaten från Chalmersmodellen (med och utan kryp) med uppmätta värden har samtliga erhållna sättningskurvor lagts in i samma diagram, se figur 14. Erhållen mätdata, det vill säga uppmätta sättningar och kurvorna från modellerna har ritats upp. Det finns endast mätdata från ungefär ett år tillbaka. -0,01 Dagar 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 Sättning (m) 0,01 0,02 0,03 106 107 Chalmersmodellen utan kryp Chalmersmodellen med kryp 0,04 0,05 Figur 14. Jämförelse av sättningsförloppet Enligt information från ANJOBygg AB var byggstart för den pelargrupp närmast mätpunkterna 106 respektive 107, se figur 9, i januari 2008. Första sättningsmätningen gjordes dock inte förrän i slutet av maj 2008. Detta innebär att den direkta sättningen inte har registretats i några mätningar. För att ta hänsyn till detta har kurvan för de uppmätta värdena förskjutits. Däremot kan storleken på förskjutningen inte exakt förutses eftersom lasten som marken har utsatts för under denna period är okänd. Det beror på att den sista tunga lasten påfördes först andra veckan i september samma år. För att bedöma hur mycket kurvan ska förskjutas har en uppskattning gjorts av pålagd tyngd under första halvåret. Detta uppskattades till hälften av den totala tyngden, alltså ungefär 80 kpa. I samråd med Ulf Possfelt, WSP Halmstad, har förskjutningen av kurvan, med hänsyn till denna uppskattning, approximerats till 15 mm, se figur 15. 21

0 Dagar 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0,01 Sättning (m) 0,02 0,03 106 107 Chalmersmodellen utan kryp Chalmersmodellen med kryp 0,04 0,05 Figur 15. Förskjutna sättningskurvor från mätpunkterna 106 och 107. Diagrammet över kurvorna från Chalmersmodellen (med och utan kryp) visar en skillnad i sättning efter ett år på cirka 10 mm. Denna skillnad blir större ju längre tid som går, se figur 16. Figur 16. Sättningsdiagram från Chalmersmodellen med kryp (tv) samt utan kryp (th). 5.1 Felkällor Eftersom omfattande laboratorieundersökningar har utförts finns det självklart en del felkällor att ta hänsyn till. Dessa beror till stor del på oerfarenhet och brist på rutiner. Två ödometerförsök har gjorts för att kompensera för några av felkällorna. Det var framförallt kurvorna över förkonsolideringstrycket från det första ödometerförsöket som behövde göras om. Därför gjordes endast dygnsavläsningar i ödometerförsök 2. Det enda undantaget var på 6 meters djup, då kompressionen av lasten 80 kpa lästes av under hela dygnet, se bilaga 18. Detta gjordes eftersom ett extra laststeg på 60 kpa av misstag 22

lastades på under första kompressionsförsöket. De felkällor som kan ha haft en effekt på resultatet är: Proverna har eventuellt torkat ut under första kompressionsförsöket. Missar i sporadiska avläsningar (rödmarkerad text i bilaga 1, 2 och 6). Att ett extra laststeg mellan 40 kpa och 80 kpa har lastats på. (Se bilaga 11). Indikatorklockan spändes av misstag fast. (Kan ses på prov 4 bilaga 3). Felkällorna i punkt 1 och 3 kan ha påverkat kompressionen av lerproverna, medan punkt 2 och 4 endast påverkar kurvorna varifrån utvärderingar av parametrar görs. 23

6 Slutsats Eftersom det inte har gått så lång tid sedan byggstart är det svårt att göra en korrekt utvärdering av vilken modell som lämpar sig bäst för sättningsberäkning på lerorna i Halmstad. Vi kan endast se en tendens till vilken modell som ligger närmast verkligheten. Efter att ha utvärderat resultaten från Chalmersmodellen med kryp och utan kryp, kan en skillnad ses redan efter relativt kort tid, trots att en hypotes var att kurvorna skulle följas åt i början och att kurvan med kryp skulle visa på en större sättning först efter några år. Enligt figur 14, där vi inte har förskjutit kurvorna, kan man se att Chalmersmodellen med kryp är relativt långt ifrån verklig sättning. Med det här resultatet skulle Chalmersmodellen med kryps applicering på lerorna under Arenahallen anses vara för långt ifrån verkliga sättningar för att kunna användas. Men här är ingen hänsyn tagen till förlorad mätdata samt aktuell last på marken under det första halvåret. Om man tar hänsyn till förlorad information under första halvåret genom att uppskatta denna, så blir jämförelsen mer riktig. Däremot är det svårt att göra en verklighetstrogen uppskattning. Ändå har en förskjutning av kurvorna över de verkliga sättningarna på 15 mm antagits, som vi beskriver i kapitel 5. Återigen överskattar Chalmersmodellen med kryp sättningen något. Men båda modellerna måste anses vara applicerbara på den aktuella leran, eftersom båda visar större sättningar än denna. Chalmersmodellen med kryp kan alltså inte förkastas. En slutstats som kan dras är dock att Chalmersmodellen utan kryp ger en sättning som fungerar bättre med verkligheten innan förkonsolideringstrycket har passerats. Om, mot förmodan, förkonsolideringstrycket skulle passeras kan det visa sig att Chalmersmodellen med kryp visar på en bättre överensstämmelse med uppmätt data. En rekommendation är att sättningsmätningar följs upp under de närmaste fem åren. Då har nämligen kurvan från Chalmersmodellen utan kryp planat ut. Ses då tendenser till att den verkliga sättningen inte planar ut lika mycket utan fortsätter, kan antagandet göras att Chalmersmodellen med kryp eventuellt fungerar bättre. En känslighetsanalys skulle också kunna göras, för att kunna se vilka parametrar som är avgörande. Det kommer ge närmare information om vilka parametrar som ska utvärderas extra noga. 24

7 Källförteckning 7.1 Litteratur Axelsson, K. Jordmekaniken. Institutionen för Väg- och Vattenbyggnad, Avd för Geoteknik, Skrift 98:4. Bergdahl, U., Ottosson, E., Stigson Malmborg, B. (1993). Plattgrundläggning. AB Svensk Byggtjänst, Stockholm. Bjurström, G., Hansson, Ö., Lakka, L. (1979). Lokalisering av överkonsoliderad lera genom analys av landets nivå- och klimatförändringar efter istiden. LiberTryck, Stockholm. Rehnström, B. (2001). Geokonstruktioner. Rehnströms bokförlag, Karlstad. Sällfors, G. (1994). Geoteknik. Vasastadens Bokbinderi AB. 7.2 Övriga referenser Alén, C., Olsson, M. (2009-02-13). Tekniskt PM Val av kryptal för lösa plastiska leror. Bygg- och miljöteknik. Forskargrupp geoteknik, Chalmers tekniska högskola, 412 96 Göteborg. Karlström, H., Moberg, J. (2007). Prognos för krypsättningar på Götaslätten. (Examensarbete från civilingenjörsprogrammet Väg- och vattenbyggnad). Chalmers Tekniska Högskola, Institutionen för bygg- och miljöteknik, Avdelningen för geologi och geoteknik, 412 96 Göteborg. Larsson, R. (2007). CPT-sondering. Statens Geotekniska Institut, Linköping. http://www.swedgeo.se/upload/publikationer/info/pdf/sgi-i15.pdf Hämtad 2009-05-17 (kl.11.30). Larsson, R. (2008). Jords egenskaper. Statens Geotekniska Institut, Linköping. http://www.swedgeo.se/upload/publikationer/info/pdf/sgi-i1.pdf Hämtad 2009-05-10 (kl.10.30). Larsson, R., m fl. (2007). Skjuvhållfasthet utvärdering i kohesionsjord. Statens Geotekniska Institut, Linköping. http://www.swedgeo.se/upload/publikationer/info/pdf/sgi-i3.pdf Hämtad 2009-05-15 (kl.8.00). Meijer, K., Åberg, A. (2007). Krypsättningar i lera en jämförelse mellan två beräkningsprogram. (Examensarbete från civilingenjörsprogrammet Väg- och vattenbyggnad). Chalmers Tekniska Högskola, Institutionen för bygg- och miljöteknik, Avdelningen för geologi och geoteknik, 412 96 Göteborg. 25

Possfelt, U. (2008). PM2 Geoteknik Halmstad Arena, Halmstads Kommun. WSP Halmstad. Skanska Teknik. (2008-09-24). GeoSuite Settlement Kurs för sättningsberäkningar. Kursmaterial hämtat från Anders Linder 08-27 69 90. Standardiseringskommissionen i Sverige, SIS. (1993). SS 02 71 29, Stockholm. ViaNova Geosuite AB. (2007-12-03). GeoSuite Sättning, Solna. Kursmaterial från www.novapoint.se/geoteknik Vägverket. (2008-05-22). Utvecklingsprojekt - Långtidssättningar i lera - Göta-älvdalen m fl liknande områden. http://www20.vv.se/fudinfoexternwebb/pages/projektvisany.aspx?projektid=1510 Hämtad 2009-05-13 (kl.9.00). 7.3 Bilder Bild 1. Privat. Bild 2. Privat. 7.4 Figurer Figur 1. Standardiseringskommissionen i Sverige, SIS. (1993). Figur 2. Axelsson, K. Figur 3. Karlström, H., Moberg, J. (2007). Figur 4. Axelsson, K. Figur 5. Skanska Teknik. (2008-09-24). Figur 6. Meijer, K., Åberg, A. (2007). Figur 7. Skanska Teknik. (2008-09-24). Figur 8. kartor.eniro.se Hämtad 2009-05-10 (kl.12.00) Figur 9. Från eget material. Figur 10. Från eget material. Figur 11. Sällfors, G. (1994). Figur 12. Från eget material. Figur 13. Från eget material. 26

Figur 14. Från eget material. Figur 15. Från eget material. Figur 16. Från eget material. 27

APPENDIX Bilaga 1. Avläsningar från ödometerförsök 1 Bilaga 2. Avläsningar från ödometerförsök 2 Bilaga 3. Diagram över dygnsavläsningar från ödometerförsök 1 Bilaga 4. Diagram över dygnsavläsningar från ödometerförsök 2 Bilaga 5. Utvärdering av ' c från ödometerförsök 2 Bilaga 6. Av- och pålastningsförsök, indata och kurva Bilaga 7. Labbförsök Bilaga 8. Indata till Chalmersmodellen med kryp Bilaga 9. Indata till Chalmersmodellen utan kryp Bilaga 10. Tabell över mätdata samt indata till sättningsdiagram Bilaga 11. Utvärdering av s Bilaga 12. Beräkning av r s ur s Bilaga 13. Tabell över effektivspänningar Bilaga 14. C eps ( k ) Bilaga 15. Utvärdering av k init Bilaga 16. Vingförsök Bilaga 17. CPT-sondering och tabell över relativ fasthet samt E-modul Bilaga 18. Konsolidering prov 1, 80 kpa, ödometerförsök 2

Bilaga 1 Ödometerförsök 1 Inmatning Arenahallen Ex-jobb Halmstad Prov 1 Prov 2 Prov 3 Prov 4 startvärde 1079 startvärde 1075 startvärde 1040 startvärde 1010 tid sekunder 10 20 40 60 80 160 320 640 10 20 40 60 80 160 320 640 10 20 40 60 80 160 320 640 10 20 40 80 160 320 640 0:00:04 4 1055,1 1029,5 989,0 964,8 943,2 881,8 803,2 1055 1045,5 1031,0 1019,0 1004,0 973,0 915,0 1006,0 972,0 950,3 931,5 904,5 845,0 761,0 1001,0 991,2 897,0 876,0 826,0 736,5 0:00:10 10 1054,6 1028,7 988,5 964,3 941,8 879,2 800,0 1054,8 1044,6 1030,2 1018,8 1002,0 969,8 908,5 1004,5 971,0 949,6 931,0 901,5 841,3 758,0 1000,8 990,2 896,2 875,0 823,0 733,2 0:00:20 20 1053,9 1027,6 987,8 963,9 940,0 876,4 796,5 1054,5 1043,5 1029,5 1018,2 999,5 965,6 900,3 1003,0 969,5 948,5 930,2 898,8 839,0 753,6 1000,8 989,5 895,5 874,0 822,0 729,5 0:00:40 40 1052,3 1026,0 986,4 963,4 937,2 872,0 792,0 1054 1042,0 1028,4 1017,8 996,3 960,5 889,5 1002,0 968,0 947,0 929,2 894,9 834,2 748,0 1000,8 988,0 894,6 872,0 819,0 724,8 0:01:20 80 1051,2 1024,0 984,8 962,8 933,6 866,3 786,4 1053,5 1040,2 1027,2 1017,1 993,0 954,5 876,5 1001,2 966,0 945,1 927,0 890,0 828,0 739,3 998,5 986,9 893,3 869,9 815,2 717,9 0:02:40 160 1048,2 1021,0 982,8 962,0 928,5 859,9 780,3 1052,8 1039,0 1026,2 1016,8 991,5 949,8 863,8 1000,8 964,0 943,0 925,9 884,2 820,2 728,3 997,7 984,8 892,0 866,2 809,7 707,9 0:05:00 300 1046,2 1018,7 980,6 961,2 923,7 853,9 774,9 1052,6 1037,5 1025,2 1015,8 990,0 946,2 854,2 1000,2 963,1 941,8 924,2 878,8 811,2 714,9 996,9 982,5 890,0 862,6 802,8 696,0 0:10:00 600 1044,8 1016,0 978,2 961,0 918,0 848,0 769,7 1052,2 1036,8 1024,6 1015,4 988,0 943,6 845,9 1000,0 962,2 939,9 922,5 871,5 800,4 697,0 995,8 982,1 888,0 856,2 793,2 677,9 0:20:00 1200 1043,2 1013,7 976,2 960,2 913,2 843,2 765,2 1052,0 1036,0 1024,0 1015,1 986,9 941,2 839,4 1000,0 962,0 938,0 921,0 865,1 791,9 681,2 994,8 982,1 885,7 849,2 782,3 658,4 0:40:00 2400 1042,2 1011,7 974,3 959,5 909,2 839,1 761,2 1051,8 1035,4 1023,5 1014,9 985,9 939,1 834,2 999,7 961,9 937,2 920,5 861,8 786,5 671,0 993,9 982,0 884,0 844,0 773,5 641,9 1:20:00 4800 1041,2 1010,0 972,5 958,5 905,2 835,2 757,4 1051,5 1035,0 1022,4 1014,3 985,0 936,9 829,7 999,7 961,9 934,3 920,3 860,0 782,9 664,0 993,2 982,0 882,9 840,1 767,5 631,2 2:30:00 9000 1040,5 1008,6 971,2 957,2 902,0 832,0 754,0 1051,1 1034,8 1022,2 1014,0 984,1 934,9 826,0 999,3 961,8 934,3 920,1 858,5 780,3 659,5 993,0 982,0 882,0 837,9 764,3 625,1 5:00:00 18000 1039,9 1007,1 969,8 955,9 898,2 828,2 750,4 1051,0 1034,2 1021,9 1013,2 983,2 932,4 822,4 999,3 961,7 934,2 920,0 858,0 778,2 654,8 992,9 982,0 881,0 836,2 761,2 620,1 9:00:00 32400 1039,2 1005,8 968,5 954,6 895,1 825,2 747,6 1050,8 1033,6 1021,5 1012,8 982,5 930,7 819,7 999,3 958,8 934,2 919,0 857,0 776,8 651,1 992,7 982,0 880,1 835,1 758,9 616,9 24:00:00 86400 1062,1 1038,1 1004,2 967,1 952,5 891,2 821,0 743,2 1056,2 1050,0 1033,1 1020,9 1012,2 981,2 928,0 816,0 1021,2 999,3 958,7 934,2 919,0 857,0 774,8 646,0 999 992,7 982,0 879,5 833,8 755,7 612,0 48:00:00 172800 950,9 818,8 608,5 3 d 259200 949,9 607,2 4 d 345600 965,6 949 888,1 1020,1 812,8 934 641,8 876 753,0 606,4 5 d 432000 887,6 816,1 812 641 6d 518400 887,0 811,5 640,5 7 d 604800 948 811,2 640 605,3 8d 691200 810,7 639,6 605 9d 777600 947,5 10d 864000 947,1 11d 950400 810,1 638,8 12d 1036800 809,9 638,5

Bilaga 2 Ödometerförsök 2 Arenahallen Inmatning Halmstad Ex-jobb Prov 1 Prov 2 Prov 3 Prov 4 startvärde 1052,9 startvärde 1122,2 startvärde 881,8 startvärde 847,8 tid sekunder 10 20 40 80 160 320 640 10 20 40 80 160 320 640 10 20 40 80 160 320 640 10 20 40 80 160 320 640 0:00:04 4 961,1 0:00:10 10 959,9 0:00:20 20 958,3 0:00:40 40 956,2 0:01:20 80 953,0 0:02:40 160 948,1 0:05:00 300 942,3 0:10:00 600 935,1 0:20:00 1200 928,7 0:40:00 2400 923,8 1:20:00 4800 920,2 2:30:00 9000 918,2 5:00:00 18000 916,2 9:00:00 32400 915,2 24:00:00 86400 1014,5 1005,0 965,6 914,0 849,5 761,0 655,0 1115,2 1108,7 1092,7 1052,1 1003,1 931,1 792,1 853,2 839,8 816,4 783,0 733,6 648,7 516,0 823,1 814,8 792,1 761,9 724,9 644,2 474,2 48:00:00 172800 3 d 259200 1005 655 1108,7 792,1 839,8 516 814,8 474,2

Bilaga 3 Diagram över dygnsavläsningar från ödometerförsök 1 Effektivspänning, kpa 0,0 10 100 1000 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 Kompression i % 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 Prov 1, 6 mumy Prov 2, 7 mumy Prov 3, 8 mumy Prov 4, 9 mumy 30,0 32,0 34,0 36,0 38,0 40,0

Bilaga 4 Diagram över dygnsavläsningar från ödometerförsök 2 Effektivspänning, kpa 0,0 10 100 1 000 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 Kompression i % 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 Prov 1, 6 mumy Prov 2, 7 mumy Prov 3, 8 mumy Prov 4, 9 mumy 30,0 32,0 34,0 36,0 38,0 40,0

Bilaga 6 Av- och pålastningsförsök, indata startvärde indikatorklocka = 1079 ursprunglig provhöjd = 20 mm ' Avläsning Kompression i % kpa (startvärde - avläsning)/20 10 1062,1 0,845 20 1038,1 2,045 40 1004,2 3,74 60 967,1 5,595 80 952,5 6,325 160 891,2 9,39 320 821,0 12,9 320 816,1 13,145 240 817,1 13,095 160 820,2 12,94 80 828,6 12,52 160 823,3 12,785 240 818,4 13,03 320 812,0 13,35 640 747,2 16,59

Bilaga 6 0 Av- och pålastningsförsök, kurva Vår borrpunkt, djup 6 m Effektivspänning, kpa 10 100 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 Kompression i % 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Av- och pålastningsförsök, indata 18 19 20

Bilaga 7 Labbförsök Fält: Lab: Uppdragsnummer: Exjobb Provtagningsdatum: 2009-02-23 2009-03-02 Uppdrag: Arenahallen Utfört av: LST NC/ SJ nivå Kolv nr: C93 borrhål: 1 6m Kolv area (A): 19,65 cm² 1. Jordart enligt okulärgranskning: LERA 2. Skrymdensitet provets höjd (H): 17 cm densiteten: (m1-m2)/(a x H) t/m³ provets vikt (m1): 723,13 g provhylsans vikt(m2): 92,28 g densiteten= 1,89 t/m³ 3. Naturlig vattenkvot Gör förslagsvis konförsöket före naturlig vattenkvot för att kunna använda konförökets prover och inte slösa med leran. A B Naturvikt: 52,76 51,06 Torkat prov: 38,74 36,78 Torkat i 105 i minst 6 timmar Vattenkvot: 36% 39% Medelvärde av vattenkvoten i A och B: 38% 4. Konförsök Kon Oomrört prov Omrört prov 60 g 60 100 g 30 400 g 30 10 g 60 60 g 60 100 g 30 10 12 Intryck mm 10,5 12,5 10,5 12 Medeltal 10,3 12,2 fu= 29,40 5,30 kpa fu= 29,4 kpa St= 5,5 Lågsensitiv 5. Konflytgräns C D Prov C D 60 g 60 60 g 60 Naturvikt 69,93 73,72 8,5 8 Torkat 50,41 52,15 8,5 8 Vattenkv 38,72 41 8,5 9 Konintryck 8,5 8,2 Medel Medelvärde: 8,5 8,2 Wf % 40,6 44,0 42%

Bilaga 7 Labbförsök Fält: Lab: Uppdragsnummer: Exjobb Provtagningsdatum: 2009-02-23 2009-03-02 Uppdrag: Arenahallen Utfört av: LST NC/ SJ nivå Kolv nr: C111 borrhål: 1 7m Kolv area (A): 19,65 cm² 1. Jordart enligt okulärgranskning: LERA 2. Skrymdensitet provets höjd (H): 17 cm densiteten: (m1-m2)/(a x H) t/m³ provets vikt (m1): 729,4 g provhylsans vikt(m2): 88,38 g densiteten= 1,92 t/m³ 3. Naturlig vattenkvot Gör förslagsvis konförsöket före naturlig vattenkvot för att kunna använda konförökets prover och inte slösa med leran. A B Naturvikt: 41,41 41,76 Torkat prov: 30,92 30,99 Torkat i 105 i minst 6 timmar Vattenkvot: 34% 35% Medelvärde av vattenkvoten i A och B: 34% 4. Konförsök Kon Oomrört prov Omrört prov 60 g 60 100 g 30 400 g 30 10 g 60 60 g 60 100 g 30 8 11,5 Intryck mm 7 11,5 7 12 Medeltal 7,3 11,7 fu= 58,37 5,77 kpa fu= 58,4 kpa St= 10,1 Lågsensitiv 5. Konflytgräns C D Prov C D 60 g 60 60 g 60 Naturvikt 60,42 67,66 8 12,5 Torkat 43,37 48,67 8 10,5 Vattenkv 39,31 39 8 11 Konintryck 8,0 11,3 Medel Medelvärde: 8,0 11,3 Wf % 42,0 37,8 40%

Bilaga 7 Labbförsök Fält: Lab: Uppdragsnummer: Exjobb Provtagningsdatum: 2009-02-23 2009-03-02 Uppdrag: Arenahallen Utfört av: LST NC/ SJ nivå Kolv nr: 735 borrhål: 1 8m Kolv area (A): 19,65 cm² 1. Jordart enligt okulärgranskning: LERA 2. Skrymdensitet provets höjd (H): 17 cm densiteten: (m1-m2)/(a x H) t/m³ provets vikt (m1): 726,21 g provhylsans vikt(m2): 97,3 g densiteten= 1,88 t/m³ 3. Naturlig vattenkvot Gör förslagsvis konförsöket före naturlig vattenkvot för att kunna använda konförökets prover och inte slösa med leran. A B Naturvikt: 37,8 37,3 Torkat prov: 27,53 27,34 Torkat i 105 i minst 6 timmar Vattenkvot: 37% 36% Medelvärde av vattenkvoten i A och B: 37% 4. Konförsök Kon Oomrört prov Omrört prov 60 g 60 100 g 30 400 g 30 10 g 60 60 g 60 100 g 30 6,5 7,5 Intryck mm 6 7 7 7,5 Medeltal 6,5 7,3 fu= 74,30 14,59 kpa fu= 74,3 kpa St= 5,1 Lågsensitiv 5. Konflytgräns C D Prov C D 60 g 60 60 g 60 Naturvikt 67,83 85,09 9,5 8 Torkat 46,60 58,85 9 7 Vattenkv 45,56 45 7,5 8 Konintryck 8,7 7,5 Medel Medelvärde: 8,7 7,5 Wf % 47,7 49,0 48%

Bilaga 7 Labbförsök Fält: Lab: Uppdragsnummer: Exjobb Provtagningsdatum: 2009-02-23 2009-03-02 Uppdrag: Arenahallen Utfört av: LST NC/ SJ nivå Kolv nr: 554 borrhål: 1 9m Kolv area (A): 19,65 cm² 1. Jordart enligt okulärgranskning: LERA 2. Skrymdensitet provets höjd (H): 17 cm densiteten: (m1-m2)/(a x H) t/m³ provets vikt (m1): 736,97 g provhylsans vikt(m2): 96,75 g densiteten= 1,92 t/m³ 3. Naturlig vattenkvot Gör förslagsvis konförsöket före naturlig vattenkvot för att kunna använda konförökets prover och inte slösa med leran. A B Naturvikt: 35,67 36,27 Torkat prov: 26,56 27,32 Torkat i 105 i minst 6 timmar Vattenkvot: 34% 33% Medelvärde av vattenkvoten i A och B: 34% 4. Konförsök Kon Oomrört prov Omrört prov 60 g 60 100 g 30 400 g 30 10 g 60 60 g 60 100 g 30 7 9 Intryck mm 9 9 6,5 8,5 Medeltal 7,5 8,8 fu= 55,81 10,06 kpa fu= 55,8 kpa St= 5,5 Lågsensitiv 5. Konflytgräns C D Prov C D 60 g 60 60 g 60 Naturvikt 55,88 65,80 7 10 Torkat 38,89 45,29 8 9,5 Vattenkv 43,69 45 8 10 Konintryck 7,7 9,7 Medel Medelvärde: 7,7 9,7 Wf % 47,6 45,8 47%

Bilaga 8 Indata till Chalmersmodellen med kryp

Bilaga 9 Indata till Chalmersmodellen utan kryp

Bilaga 10 Tabell över mätdata och indata till sättningsdiagram Mätdata Datum Punktnr. Ber. Höjd h mot 0-mätn h mot föreg. 2008-05-29 106 9,6896 2008-06-04 106 9,6902 0,0006 0,0006 2008-08-29 106 9,6876-0,0020-0,0025 2008-09-17 106 9,6875-0,0021-0,0001 2008-10-07 106 9,6892-0,0004 0,0017 2008-10-27 106 9,68849-0,0011-0,0007 2008-12-10 106 Ej mätt 2009-01-30 106 9,68559-0,0040-0,0029 2009-04-02 106 9,68384-0,0058-0,0017 2008-05-29 107 9,6979 2008-06-04 107 9,6986 0,0006 0,0006 2008-08-29 107 9,6959-0,0021-0,0027 2008-09-17 107 9,6949-0,0031-0,0010 2008-10-07 107 9,6962-0,0018 0,0013 2008-10-27 107 9,69556-0,0024-0,0006 2008-12-10 107 9,69419-0,0037-0,0014 2009-01-30 107 9,69325-0,0047-0,0009 2009-04-02 107 9,69201-0,0059-0,0012 Källa: WSP Indata till sättningsdiagram Dagar C-modell med kryp C-modell utan kryp 0 2,797E-07 2,796E-07 180 0,0386 0,03226 365 0,0419 0,03395 545 0,0424 0,03479 730 0,04604 0,03529 Indata till förskjutna kurvor Dagar 106 107 180 0,015 0,015 186 0,0144 0,0144 241 0,017 0,0171 259 0,0171 0,0181 280 0,0154 0,0168 300 0,0161 0,0174 344 0,0176 0,0187 395 0,019 0,0197 457 0,0208 0,0209