Stabilitetsanalyser Föreskrift

Föreskrift Utgivare Antal sidor Bilagor CB 13 Handläggare Giltig från BBG, Anna Andrén, 0243-44 56 43 2002-11-01 Sändlista Alla CU Stabilitetsanalyser Föreskrift

BANVERKET STABILITETSANALYSER FÖRESKRIFT 2002-11-01 INNEHÅLLSFÖRTECKNING FÖRORD... 5 1 OMFATTNING... 6 2 BINDANDE REFERENSER... 7 3 DEFINITIONER... 7 4 LASTFÖRUTSÄTTNINGAR FÖR STABILITETSANALYSER. 7 5 SÄKERHETSKLASS... 7 6 ERFORDERLIGA SÄKERHETSFAKTORER... 7 6.1 Förutsättningar... 8 6.2 Val av analysmetod... 9 6.3 Totalstabilitet... 10 6.4 Bankstabilitet... 10 6.4.1 Befintliga bankar eller mindre belastningsökningar... 10 6.4.2 Stabilitet vid spårbyte... 11 6.5 Stabilitet i skärningar... 11 6.6 Partialsäkerhetsanalys... 12 7 REDOVISNING AV STABILITETSUTREDNINGAR... 12 LITTERATURFÖRTECKNING... 13 INNEHÅLLSFÖRTECKNING

BANVERKET STABILITETSANALYSER FÖRESKRIFT 2002-11-01 Sida 5 (13) FÖRORD Föreskriften vänder sig till dem som utför geotekniska undersökningar för stabilitetsanalyser samt beräkningar av stabilitetsanalyser. Denna nyutgåva ersätter tidigare version daterad 1995-03-01. ersätter även BVM 598.031 Undersökning och dimensionering av bankar på torv vid STAX 25 ton daterad 1998-11-18. Föreskriften har kompletterats med en handbok, BVH 585.10 [6]. Förändringen berör nya lastförutsättningar på bana samt erforderliga säkerhetsfaktorer vid stabilitetsberäkningar och tar hänsyn till hittills utförd forskning och erfarenhet vad gäller undersökningar och beräkningar. Föreskriften har anpassats till Skredkommissionens Rapport 3:95 Anvisningar för släntstabilitetsutredningar [1] som utkom 1995. Föreliggande BVF behandlar krav vid stabilitetsutredningar för järnvägar. Föreskriften behandlar stabilitetsanalyser som innefattar området närmast järnvägen bankstabilitet och stabilitet i skärningsslänter. Stabilitetsutredningar för områdets totalstabilitet skall utföras enligt Skredkommissionens rapport 3:95 Anvisningar för släntstabilitetsutredningar [1].

STABILITETSANALYSER FÖRESKRIFT BANVERKET Sida 6 (13) 2002-11-01 1 OMFATTNING Vid projektering, anläggning och ombyggnad av järnvägar skall stabiliteten utredas. Stabilitet avser totalstabilitet, bankstabilitet och stabilitet i skärningsslänter. Totalstabilitet avser stabilitet i områden med lutande markyta samt stabilitet i områden i närheten av slänter, raviner och vattendrag där järnvägen inte utgör den enda stabilitetsförsämrande faktorn, utan är ett tillskott till övriga stabilitetsförsämrande krafter. Även i de fall skärningar utförs i närheten av belastade markytor kan stabiliteten för större områden på motsvarande sätt påverkas. Bankstabilitet avser stabilitet i bankar samt intilliggande jord, där skred endast omfattar en begränsad jordvolym. Stabilitet i skärningsslänter avser stabilitet i skärningar, där omgivande mark inte är belastad. Även fall där marklutningarna är så stora att förutsättningar för skred skulle kunna finnas, men där jordlagerförhållandena är sådana att eventuella stabilitetsproblem är begränsade till en mindre jordvolym i bankens eller skärningens omedelbara närhet, räknas till detta begrepp. Nybyggnad och ombyggnad avser större förändringar i belastningssituationen som till exempel nyanläggning av bana, anläggning av parallellspår eller förändring av trafikbelastning för befintlig bana, det vill säga höjning av största tillåtna hastighet (sth), största tillåten axellast (stax) eller största tillåtna vikt per meter (stvm) för banan. Mindre belastningsökningar avser en höjning av spårprofilen med mindre än 10 % av bankhöjden vid oförändrade trafikförutsättningar. Om man i samband med sådana arbeten även höjer sth, stax eller stvm för banan, klassas detta som ombyggnation, även om spårlyftet är mindre än 10 % av bankhöjden. Anvisningar för släntstabilitetsutredningar har utarbetats av IVA:s Skredkommission [1]. För totalstabilitet följer dessa anvisningar, men utgör dessutom ett tillägg med avseende på bankstabilitet och stabilitet i skärningsslänter. I dessa hänseenden följer i stort Skredkommissionens anvisningar, men med vissa avvikelser beträffande undersökningarnas omfattning, erforderliga säkerhetsfaktorer

BANVERKET STABILITETSANALYSER FÖRESKRIFT 2002-11-01 Sida 7 (13) och partialkoefficienter, som är anpassade till den speciella problemställningen. innehåller krav på vilka beräkningar som skall utföras och vilka säkerhetsfaktorer som erfordras. 2 BINDANDE REFERENSER BVF 585.12, Lastförutsättningar för geokonstruktioner [2] BKR, Boverkets konstruktionsregler [3] SS-ENV 1991-1, Eurocode 1 [4] SS-ENV 1997-1, Eurocode 7 [5] 3 DEFINITIONER F c F cφ F KOMB F φ Säkerhetsfaktor vid odränerad analys Säkerhetsfaktor vid dränerad analys Säkerhetsfaktor vid kombinerad analys Säkerhetsfaktor vid analys av friktionsjord 4 LASTFÖRUTSÄTTNINGAR FÖR STABILITETSANALYSER Erforderliga laster inklusive lastkoefficienter som skall beaktas framgår av BVF 585.12 Lastförutsättningar för geokonstruktioner [2]. 5 SÄKERHETSKLASS Vid stabilitetsanalyser där järnvägen omfattas av ett eventuellt skred, skall säkerhetsklass 3 tillämpas. I speciella fall kan säkerhetsklass 2 tillämpas efter medgivande från Banverket HK, CB. 6 ERFORDERLIGA SÄKERHETSFAKTORER Erforderliga säkerhetsfaktorer bestäms i samråd med Banverkets teknikansvarige regiongeotekniker med ledning av avsnitt 6.1 till 6.6. Motiv till val av säkerhetsfaktor skall redovisas enligt kapitel 7.

STABILITETSANALYSER FÖRESKRIFT BANVERKET Sida 8 (13) 2002-11-01 6.1 Förutsättningar Erforderlig säkerhetsfaktor för bankstabilitet (avsnitt 6.4) och stabilitet i skärningar (avsnitt 6.5) beror på beräkningsunderlagets omfattning och osäkerheten i beräkningsantagandena samt av konsekvenserna av ett skred. Om flera av nedan angivna förutsättningar är ogynnsamma krävs generellt en högre säkerhetsfaktor. En lägre säkerhetsfaktor kan tillåtas om aktuella förutsättningar i huvudsak är gynnsamma. Intervall inom vilken säkerhetsfaktorn kan variera finns angivet i tabeller vid respektive avsnitt. Förutsättningar som skall beaktas är: Fältundersökningens innehåll och omfattning: Gynnsamma förhållanden Tätt sonderat CPT-sonderingar är utförda Tät provtagning Insituprovning är utförd med vingförsök Ogynnsamma förhållanden Glest sonderat Endast sonderingar av typ Tr, Vim är utförda Gles provtagning Ingen eller ringa provning i fält Laboratorieundersökningens innehåll och omfattning: Gynnsamma förhållanden Ogynnsamma förhållanden Stort antal undersökta prover Litet antal undersökta prover Kompressionsförsök utförda Kompressionsförsök saknas Direkta skjuvförsök utförda Direkta skjuvförsök saknas Grundvatten- och portrycksförhållanden: Gynnsamma förhållanden Långtidsobservationer finns Begränsade förväntade tryckvariationer Portrycksfördelningen i skärningsslänten prognostiserad Låg trycknivå Ogynnsamma förhållanden Långtidsobservationer saknas Risk för stora tryckvariationer Ringa kännedom om portrycksfördelningen i slänten Hög trycknivå

BANVERKET STABILITETSANALYSER FÖRESKRIFT 2002-11-01 Sida 9 (13) Jordens egenskaper: Gynnsamma förhållanden Låg sensitivitet Liten spridning i bestämda hållfasthetsegenskaper Homogen jord Ogynnsamma förhållanden Hög sensitivitet / Flytbenägen jord Stor spridning i bestämda hållfasthetsegenskaper Skiktade jordar Genomförda förstärkningar: Gynnsamma förhållanden Stabilitetshöjande åtgärder har utförts i ett tidigare skede Ogynnsamma förhållanden Stabilitetshöjande åtgärder har ej utförts tidigare Analys och beräkningsarbetets tillförlitlighet: Gynnsamma förhållanden Ogynnsamma förhållanden Stort antal beräknade glidytor Litet antal beräknade glidytor Samtidigt valda Vald kombination av last och ogynnsammaste extremvärden portryck motsvarar för last och portryck normaltillståndet Utförd känslighetsanalys av svårtolkade förutsättningar ger endast ringa förändring på beräkningsresultatet Förhållandena är enkla med små variationer i jordlagerföljd och hållfasthet 2-dimensionell analys Utförd känslighetsanalys ger betydelsefull förändring av beräkningsresultatet Förhållandena är komplicerade med stora variationer i jordlagerföljd och hållfasthet 3-dimensionell analys Konsekvenser av skred: Gynnsamma förhållanden Måttliga konsekvenser Ogynnsamma förhållanden Stora konsekvenser 6.2 Val av analysmetod Vid överslagsberäkning av stabilitet gäller för kohesionsjord, organisk jord och mellanjord att såväl odränerad (F c ) som dränerad (F cφ ) analys skall utföras. Vid mer detaljerade beräkningar i kohesionsjord, organisk jord och mellanjord skall odränerad (F c ) samt kombinerad (F KOMB ) analys utföras.

STABILITETSANALYSER FÖRESKRIFT BANVERKET Sida 10 (13) 2002-11-01 I kapitel 4 i handboken BVH 585.10 [6] beskrivs överslagsberäkningar respektive detaljerade beräkningar. 6.3 Totalstabilitet Erforderliga säkerhetsfaktorer för totalstabilitet väljs enligt Skredkommissionens anvisningar [1]. 6.4 Bankstabilitet För överslagsberäkningar gäller erforderlig säkerhetsfaktor vid beräkning av bankstabilitet enligt Tabell 6.1. I detaljerade beräkningar väljs säkerhetsfaktor inom intervallet i Tabell 6.1. Den lägre säkerhetsfaktorn kan tillåtas om förutsättningar enligt avsnitt 6.1 i huvudsak är gynnsamma och om förutsättningar i huvudsak är ogynnsamma krävs generellt den högre säkerhetsfaktorn. Tabell 6.1 Överslagsber äkning Detaljerad beräkning Erforderlig säkerhetsfaktorer vid beräkning av bankstabilitet F c 2,0 + F cφ 1,5 F c 1,5-1,8 + F KOMB 1,35-1,5 F φ 1,3 Trafiklast beräknas enligt BVF 585.12 [2]. Vid kombinerad analys reduceras trafiklasten med 20% och vid dränerad analys beaktas ej trafiklasten. För att tillgodoräkna sig hållfasthetstillväxt under befintliga bankar, se vidare i avsnitt 5.4 i handboken BVH 585.10 [6]. 6.4.1 Befintliga bankar eller mindre belastningsökningar Om säkerhetsfaktorn vid odränerad analys av bankstabilitet för befintliga bankar eller vid mindre belastningsökningar är lägre än 1,5 (F c <1,5), gäller generellt att denna skall höjas genom förstärkning så att kravet F c 1,5 uppfylls. I de fall förstärkningsåtgärd som bidrar till en höjning av säkerhetsfaktorn till 1,5 inte är möjlig med rimliga insatser, skall minimikrav bestämmas i samråd med beställare och godkännas

BANVERKET STABILITETSANALYSER FÖRESKRIFT 2002-11-01 Sida 11 (13) av Banverket HK CB. I samtliga fall där säkerhetsfaktorn efter åtgärd inte uppgår till minst 1,5, skall regelbundna besiktningar eller övervakning enligt utarbetat kontrollprogram utföras. Omfattning av förstärkning för att uppnå F c =1,5 skall alltid redovisas. 6.4.2 Stabilitet vid spårbyte I samband med spårbyte förekommer lokalt mycket höga vertikala laster. Laster och lastkoefficienter framgår av BVF 585.12 [2]. Vid beräkning av stabilitet i samband med spårbyte krävs att F c >1,1 och att F φ >1,05. 6.5 Stabilitet i skärningar För överslagsberäkningar gäller erforderlig säkerhetsfaktor vid beräkning av stabilitet i skärningar enligt Tabell 6.2. I detaljerade beräkningar väljs säkerhetsfaktor inom intervallet i Tabell 6.2. Den lägre säkerhetsfaktorn kan tillåtas om förutsättningar enligt avsnitt 6.1 i huvudsak är gynnsamma och om förutsättningar i huvudsak är ogynnsamma krävs generellt den högre säkerhetsfaktorn. Tabell 6.2 Överslagsber äkning Detaljerad beräkning Erforderlig säkerhetsfaktorer vid beräkning av stabilitet i skärningar F c 2,0 + F cφ 1,5 F φ 1,3 F c 1,5-1,8 + F KOMB 1,35-1,5 F φ 1,3 Beräknad säkerhetsfaktor enligt ovan omfattar även tillfälliga schakter. I de fall man kan försäkra sig om att belastningsfallet kan betraktas som odränerat, kan dock beräkningarna begränsas till odränerade analyser med motsvarande erforderliga säkerhetsfaktorer. Vid mycket enkla belastningsfall och homogen jord, kan stabilitetsdiagram användas med samma säkerhetsfaktorer som för mer detaljerade analyser, se avsnitt 7.2.2 i Skredkommissionens anvisningar [1].

STABILITETSANALYSER FÖRESKRIFT BANVERKET Sida 12 (13) 2002-11-01 6.6 Partialsäkerhetsanalys Partialkoefficienter och lastreduktionsfaktorer som används vid partialsäkerhetsanalys skall väljas i enlighet med BVF 585.12 [2], Skredkommissionens anvisningar [1], Boverkets konstruktionsregler [3], Eurocode 1 [4] och Eurocode 7 [5]. 7 REDOVISNING AV STABILITETSUTREDNINGAR Redovisning av stabilitetsutredningar skall göras i en sådan omfattning att de kan granskas med avseende på såväl underlag för beräkningsförutsättningar som utförda beräkningar och de härvid använda förutsättningarna, beräkningsmetoderna samt beräkningsresultaten. Motiv till val av säkerhetsfaktor skall alltid framgå. Skredkommissionens Tekniskt faktablad för stabilitetsutredningar [1] skall ingå i dessa redovisningen.

BANVERKET STABILITETSANALYSER FÖRESKRIFT 2002-11-01 Sida 13 (13) LITTERATURFÖRTECKNING [1] Skredkommissionen (1995). Anvisningar för släntstabilitetsutredningar. Rapport 3:95, Linköping. [2] Banverket (2003). Lastförutsättningar för geokonstruktioner (BVF 585.12). Banverket, Huvudkontoret, Borlänge. [3] Boverkets konstruktionsregler BKR (1999). BFS 1993:58 med ändringar t.o.m. BFS 1998:39. [4] SS-ENV 1991-1, Eurocode 1, del 1 och 2-1 med tillhörande NAD. [5] SS-ENV 1997-1, Eurocode 7, del 1 med tillhörande NAD. [6] Banverket (2002). Stabilitetsanalyser Handbok (BVH 585.10). Banverket, Huvudkontoret, Borlänge.