Top Banner
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT SWEDISH GEOTECHNICAL INSTITUTE No.26 SÄRTRYCK OCH PRELIMINÄRA RAPPORTER REPRINTS AND PRELIMINARY REPORTS Supplement to the "Proceedlngs" and "Meddelanden" of the lnstltute Sättningar vid vägbyggnad Föredrag vid Nordiska Vägtekniska Förbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska undersökningar vid bedömning av sättningar Bengt Broms 2. Teknisk-ekonomisk översikt över anläggningsmetoder för reducering av sättningar i vägar Allan Ekström 3. Sättning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppförd normalkonsoliderad lera Bengt Broms & Olle Orrje STOCKHOLM 1968
81

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

Mar 06, 2021

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT

SWEDISH GEOTECHNICAL INSTITUTE

No26 SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

REPRINTS AND PRELIMINARY REPORTS

Supplement to the Proceedlngs and Meddelanden of the lnstltute

Saumlttningar vid vaumlgbyggnad Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar Bengt Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar Allan Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera Bengt Broms amp Olle Orrje

STOCKHOLM 1968

)

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT

SWEDISH GEOTECHNICAL INSTITUTE

No26 SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

REPRINTS AND PRELIMINARY REPORTS

Supplement to the Proceedings and Meddelanden of the lnstitute

Saumlttningar vid vaumlgbyggnad Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar Bengt Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar Allan Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera Bengt Broms amp Olle Orrje

STOCKHOLM 1968

GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR VID BEDOumlMNING AV SAumlTTNINGAR

av

Bengt Broms

INNEHAringLL

1 INLEDNING

2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR 31 Planering

32 Omfattning av borrprogram

4bull FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR 41 Sonderingsmetoder

42 Vingborrning

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

432 Ostoumlrda prover

44 Mekanisering

5 LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR 51 Friktionsmaterial

52 Kohesionsmaterial

6 KONTROLLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

62 Portrycksmaumltningar

REFERENSER

1 INLEDNING

I detta foumlredrag ges en sammanfattning av de geotekniska undershy

soumlkningar som utfoumlrs i faumllt och i laboratoriet foumlr bedoumlmning av

saumlttningar i friktions- eller kohesionsmaterial Foumlrst behandlas

de geologiska foumlrharingllanden som har paringverkat de loumlsa jordlagrens

bildning och utbredning i Sverige Vidare diskuteras planering

av geotekniska faumlltundersoumlkningar samt de laboratoriemetoder

som anvaumlnds vid bedoumlmning av kompressibilitet foumlrkonsolideringsshy

tryck etc Slutligen diskuteras metoder foumlr maumltning av saumlttningar

och portryck i faumllt

Stoumlrre fordringar staumllls i dag (1968) paring tillfoumlrlitligheten hos

vaumlggeotekniska undersoumlkningar aumln foumlr bara 10 eller 20 aringr sedan

beroende paring att kraven paring vaumlgarnas linjefaumlring och jaumlmnhet

successivt har oumlkat Denna utveckling har medfoumlrt att houmlgre bankshy

houmljder blivit allt vanligare och att vaumlgarna oftare maringste foumlrshy

laumlggas till omraringden med mycket daringliga grundfoumlrharingllanden

Tillfoumlrlitligheten hos geotekniska beraumlkningar aumlr naumlstan helt

betingade av hur noggrant de underliggande jordlagrens haringllshy

fasthets- och deformationsegenskaper kan bestaumlmmas De beraumlkshy

ningsmetoder som finns i dag aumlr i allmaumlnhet betydligt mer avanshy

cerade aumln vad som motsvarar de resultat som erharinglls genom nuvashy

rande faumllt- eller laboratoriemetoder vad avser bestaumlmning av saringshy

dana egenskaper som skjuvharingllfasthet kompressibilitet eller

foumlrkonsolideringsgrad

Foumlr vaumlggeoteknikens fortsatta utveckling aumlr kontrollmaumltningar

vid tex vaumlg- och brobyggnader av stor betydelse Endast genom

saringdana maumltningar aumlr det moumljligt att bedoumlma begraumlnsningen och

tillfoumlrlitligheten hos de beraumlkningsmetoder som brukas i dag

och som ofta aumlr grUhdade paring foumlrenklade teoretiska resonemang och

laboratoriefoumlrsoumlk Aumlven genom faumlltmaumltningar kan man tex i tid

upptaumlcka om saumlttningarna blir stoumlrre aumln beraumlknat saring att effektishy

va motaringtgaumlrder kan saumlttas in

2

2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE

I Sverige foumlrekommer lmappast naringgra loumlsa avlagringar som aumlr fraringn

pre- eller interglacial tid beroende paring att inlandsisen skrapa-

de bort de loumlsa sedimentaumlra jordlagren Jordmaterialets egenskashy

per aumlr saringledes till stor del betingade av de geologiska foumlrharingllanshy

den som raringtt de senaste ca 10000 aringren efter den sista istiden

Aumlven stora stycken av det underliggande berget broumlts loss och

maldes soumlnder Det paring saring saumltt bildade heterogena moraumlnmaterialet

taumlcker i dag cirka 70 av Sveriges totala yta

Moraumlnens egenskaper paringverkas i viss maringn av ursprungsmaterialet

Grovkornig granit har ofta gett upphov till en taumlmligen blockshy

rik moraumln medan skiffer och maumlrgelsten givit lerig moraumln eller

moraumlnlera De saumlttningar som man faringr vid belastning av moraumln aumlr

i allmaumlnhet smaring Den undre delen av moraumlnen bottenmoraumlnen som

ibland ocksaring kallas pinnmo har varit utsatt foumlr ett oumlverlagshy

ringstryck som motsvarar det ovanliggande istaumlckets massa Isshy

taumlckets tjocklek och daumlrmed oumlverlagringstrycket varierade i olika

delar av Sverige Den stoumlrsta istjockleken fanns troligtvis laumlngs

Norrlands kustland Daumlr torde oumlverlagringstrycket ha varit av

storleksordningen 300 kpcm2bull I soumldra delen av Sverige var isshy

taumlcket 2000-2500 m tjockt Denna istjocklek motsvarar ett oumlvershy2

lagringstryck av ca 200 kpcm bull

Stoumlrre saumlttningar erharinglls i sedimentjordarter Dessa jordarter

har bildats av det material som fraumlmst isaumllvarna foumlrde med sig

vid avsmaumlltningen Det groumlvsta materialet (sten grus och sand)

avsattes naumlra isaumllvarnas mynning intill iskanten medan det fishy

nare materialet (mjaumlla och ler) foumlrdes en avsevaumlrd straumlcka ut

i Baltiska issjoumln samt de issjoumlar som daring taumlckte Sveriges yta

Daring avsmaumlltningen var stor under sommarhalvaringret avsattes stora

maumlngder mo och mjaumlla medan ler avlagrades fraumlmst under houmlst- och

vinterperioderna Paring detta saumltt bildades en del av de varviga

glacialleror som taumlcker stora delar av fraumlmst mellersta och oumlstshy

ra Sverige Aumlven skillnader i organisk halt mellan de sediment

som avsattes under vinter- och sommarhalvaringren kan ha foumlrorsakat

att leran blivit varvig trots att skillnaden i kornstorlek mel-

3

lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets

salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy

rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten

Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den

Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m

Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en

successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy

houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy

manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot

en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr

Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla

Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ

saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar

som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har

kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av

roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda

saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy

ytan

Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy

lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy

halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall

minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet

dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan

delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs

tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista

hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga

aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till

bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom

grundvattenstroumlmning

Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under

den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under

avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy

sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland

och mellersta Jaumlmtland

4

Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m

maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy

mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy

land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy

tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy

land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga

kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy

utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy

laumlnta omraringden

Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel

starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I

laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan

1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring

till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy

sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring

belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta

uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i

omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden

oumlverstiger 2 a 3 m

I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av

sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy

ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som

under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av

den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned

i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy

menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och

sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem

Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De

metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i

svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna

foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-

raso

Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs

oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som

foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy

iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr

5

det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy

pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och

brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande

Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med

tillfredsstaumlllande noggrannhet

Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr

inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel

haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i

rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy

lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning

Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material

av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta

lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt

genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy

rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar

finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats

med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy

fraringgor felbedoumlmts

Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy

kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy

foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy

sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy

slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy

nen

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR

31 Planering

En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger

upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med

grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy

ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som

kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy

liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy

lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy

tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy

se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i

6

I

naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis

nyttjas

En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy

dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella

omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet

(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy

ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a

Statens Vaumlgverk

kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder

faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde

saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy

tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas

ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer

draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy

toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy

tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring

en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial

Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy

liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll

de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy

liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom

omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy

meabili tet och grundvattenytans laumlge

Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy

nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med

friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en

karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy

differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy

gelstereoskop och maumltmikrometer

Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av

den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt

av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy

del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas

samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet

-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI

EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I

Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder

7

32 Omfattning av borrprogram

Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy

nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering

samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)

Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som

regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy

ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy

staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy

doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt

kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet

maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja

sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy

borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy

ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden

kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig

noggrannhet

Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy

maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy

halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka

relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11

undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt

avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka

1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen

Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy

skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som

regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds

foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy

litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy

soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy

ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy

den inom omraringdet

En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy

borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy

haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10

och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 2: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

)

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT

SWEDISH GEOTECHNICAL INSTITUTE

No26 SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

REPRINTS AND PRELIMINARY REPORTS

Supplement to the Proceedings and Meddelanden of the lnstitute

Saumlttningar vid vaumlgbyggnad Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar Bengt Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar Allan Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera Bengt Broms amp Olle Orrje

STOCKHOLM 1968

GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR VID BEDOumlMNING AV SAumlTTNINGAR

av

Bengt Broms

INNEHAringLL

1 INLEDNING

2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR 31 Planering

32 Omfattning av borrprogram

4bull FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR 41 Sonderingsmetoder

42 Vingborrning

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

432 Ostoumlrda prover

44 Mekanisering

5 LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR 51 Friktionsmaterial

52 Kohesionsmaterial

6 KONTROLLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

62 Portrycksmaumltningar

REFERENSER

1 INLEDNING

I detta foumlredrag ges en sammanfattning av de geotekniska undershy

soumlkningar som utfoumlrs i faumllt och i laboratoriet foumlr bedoumlmning av

saumlttningar i friktions- eller kohesionsmaterial Foumlrst behandlas

de geologiska foumlrharingllanden som har paringverkat de loumlsa jordlagrens

bildning och utbredning i Sverige Vidare diskuteras planering

av geotekniska faumlltundersoumlkningar samt de laboratoriemetoder

som anvaumlnds vid bedoumlmning av kompressibilitet foumlrkonsolideringsshy

tryck etc Slutligen diskuteras metoder foumlr maumltning av saumlttningar

och portryck i faumllt

Stoumlrre fordringar staumllls i dag (1968) paring tillfoumlrlitligheten hos

vaumlggeotekniska undersoumlkningar aumln foumlr bara 10 eller 20 aringr sedan

beroende paring att kraven paring vaumlgarnas linjefaumlring och jaumlmnhet

successivt har oumlkat Denna utveckling har medfoumlrt att houmlgre bankshy

houmljder blivit allt vanligare och att vaumlgarna oftare maringste foumlrshy

laumlggas till omraringden med mycket daringliga grundfoumlrharingllanden

Tillfoumlrlitligheten hos geotekniska beraumlkningar aumlr naumlstan helt

betingade av hur noggrant de underliggande jordlagrens haringllshy

fasthets- och deformationsegenskaper kan bestaumlmmas De beraumlkshy

ningsmetoder som finns i dag aumlr i allmaumlnhet betydligt mer avanshy

cerade aumln vad som motsvarar de resultat som erharinglls genom nuvashy

rande faumllt- eller laboratoriemetoder vad avser bestaumlmning av saringshy

dana egenskaper som skjuvharingllfasthet kompressibilitet eller

foumlrkonsolideringsgrad

Foumlr vaumlggeoteknikens fortsatta utveckling aumlr kontrollmaumltningar

vid tex vaumlg- och brobyggnader av stor betydelse Endast genom

saringdana maumltningar aumlr det moumljligt att bedoumlma begraumlnsningen och

tillfoumlrlitligheten hos de beraumlkningsmetoder som brukas i dag

och som ofta aumlr grUhdade paring foumlrenklade teoretiska resonemang och

laboratoriefoumlrsoumlk Aumlven genom faumlltmaumltningar kan man tex i tid

upptaumlcka om saumlttningarna blir stoumlrre aumln beraumlknat saring att effektishy

va motaringtgaumlrder kan saumlttas in

2

2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE

I Sverige foumlrekommer lmappast naringgra loumlsa avlagringar som aumlr fraringn

pre- eller interglacial tid beroende paring att inlandsisen skrapa-

de bort de loumlsa sedimentaumlra jordlagren Jordmaterialets egenskashy

per aumlr saringledes till stor del betingade av de geologiska foumlrharingllanshy

den som raringtt de senaste ca 10000 aringren efter den sista istiden

Aumlven stora stycken av det underliggande berget broumlts loss och

maldes soumlnder Det paring saring saumltt bildade heterogena moraumlnmaterialet

taumlcker i dag cirka 70 av Sveriges totala yta

Moraumlnens egenskaper paringverkas i viss maringn av ursprungsmaterialet

Grovkornig granit har ofta gett upphov till en taumlmligen blockshy

rik moraumln medan skiffer och maumlrgelsten givit lerig moraumln eller

moraumlnlera De saumlttningar som man faringr vid belastning av moraumln aumlr

i allmaumlnhet smaring Den undre delen av moraumlnen bottenmoraumlnen som

ibland ocksaring kallas pinnmo har varit utsatt foumlr ett oumlverlagshy

ringstryck som motsvarar det ovanliggande istaumlckets massa Isshy

taumlckets tjocklek och daumlrmed oumlverlagringstrycket varierade i olika

delar av Sverige Den stoumlrsta istjockleken fanns troligtvis laumlngs

Norrlands kustland Daumlr torde oumlverlagringstrycket ha varit av

storleksordningen 300 kpcm2bull I soumldra delen av Sverige var isshy

taumlcket 2000-2500 m tjockt Denna istjocklek motsvarar ett oumlvershy2

lagringstryck av ca 200 kpcm bull

Stoumlrre saumlttningar erharinglls i sedimentjordarter Dessa jordarter

har bildats av det material som fraumlmst isaumllvarna foumlrde med sig

vid avsmaumlltningen Det groumlvsta materialet (sten grus och sand)

avsattes naumlra isaumllvarnas mynning intill iskanten medan det fishy

nare materialet (mjaumlla och ler) foumlrdes en avsevaumlrd straumlcka ut

i Baltiska issjoumln samt de issjoumlar som daring taumlckte Sveriges yta

Daring avsmaumlltningen var stor under sommarhalvaringret avsattes stora

maumlngder mo och mjaumlla medan ler avlagrades fraumlmst under houmlst- och

vinterperioderna Paring detta saumltt bildades en del av de varviga

glacialleror som taumlcker stora delar av fraumlmst mellersta och oumlstshy

ra Sverige Aumlven skillnader i organisk halt mellan de sediment

som avsattes under vinter- och sommarhalvaringren kan ha foumlrorsakat

att leran blivit varvig trots att skillnaden i kornstorlek mel-

3

lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets

salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy

rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten

Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den

Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m

Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en

successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy

houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy

manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot

en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr

Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla

Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ

saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar

som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har

kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av

roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda

saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy

ytan

Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy

lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy

halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall

minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet

dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan

delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs

tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista

hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga

aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till

bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom

grundvattenstroumlmning

Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under

den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under

avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy

sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland

och mellersta Jaumlmtland

4

Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m

maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy

mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy

land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy

tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy

land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga

kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy

utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy

laumlnta omraringden

Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel

starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I

laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan

1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring

till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy

sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring

belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta

uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i

omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden

oumlverstiger 2 a 3 m

I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av

sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy

ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som

under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av

den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned

i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy

menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och

sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem

Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De

metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i

svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna

foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-

raso

Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs

oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som

foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy

iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr

5

det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy

pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och

brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande

Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med

tillfredsstaumlllande noggrannhet

Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr

inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel

haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i

rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy

lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning

Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material

av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta

lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt

genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy

rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar

finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats

med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy

fraringgor felbedoumlmts

Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy

kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy

foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy

sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy

slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy

nen

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR

31 Planering

En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger

upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med

grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy

ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som

kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy

liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy

lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy

tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy

se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i

6

I

naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis

nyttjas

En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy

dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella

omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet

(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy

ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a

Statens Vaumlgverk

kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder

faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde

saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy

tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas

ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer

draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy

toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy

tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring

en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial

Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy

liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll

de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy

liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom

omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy

meabili tet och grundvattenytans laumlge

Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy

nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med

friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en

karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy

differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy

gelstereoskop och maumltmikrometer

Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av

den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt

av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy

del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas

samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet

-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI

EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I

Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder

7

32 Omfattning av borrprogram

Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy

nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering

samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)

Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som

regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy

ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy

staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy

doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt

kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet

maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja

sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy

borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy

ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden

kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig

noggrannhet

Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy

maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy

halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka

relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11

undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt

avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka

1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen

Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy

skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som

regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds

foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy

litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy

soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy

ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy

den inom omraringdet

En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy

borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy

haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10

och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 3: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR VID BEDOumlMNING AV SAumlTTNINGAR

av

Bengt Broms

INNEHAringLL

1 INLEDNING

2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR 31 Planering

32 Omfattning av borrprogram

4bull FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR 41 Sonderingsmetoder

42 Vingborrning

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

432 Ostoumlrda prover

44 Mekanisering

5 LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR 51 Friktionsmaterial

52 Kohesionsmaterial

6 KONTROLLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

62 Portrycksmaumltningar

REFERENSER

1 INLEDNING

I detta foumlredrag ges en sammanfattning av de geotekniska undershy

soumlkningar som utfoumlrs i faumllt och i laboratoriet foumlr bedoumlmning av

saumlttningar i friktions- eller kohesionsmaterial Foumlrst behandlas

de geologiska foumlrharingllanden som har paringverkat de loumlsa jordlagrens

bildning och utbredning i Sverige Vidare diskuteras planering

av geotekniska faumlltundersoumlkningar samt de laboratoriemetoder

som anvaumlnds vid bedoumlmning av kompressibilitet foumlrkonsolideringsshy

tryck etc Slutligen diskuteras metoder foumlr maumltning av saumlttningar

och portryck i faumllt

Stoumlrre fordringar staumllls i dag (1968) paring tillfoumlrlitligheten hos

vaumlggeotekniska undersoumlkningar aumln foumlr bara 10 eller 20 aringr sedan

beroende paring att kraven paring vaumlgarnas linjefaumlring och jaumlmnhet

successivt har oumlkat Denna utveckling har medfoumlrt att houmlgre bankshy

houmljder blivit allt vanligare och att vaumlgarna oftare maringste foumlrshy

laumlggas till omraringden med mycket daringliga grundfoumlrharingllanden

Tillfoumlrlitligheten hos geotekniska beraumlkningar aumlr naumlstan helt

betingade av hur noggrant de underliggande jordlagrens haringllshy

fasthets- och deformationsegenskaper kan bestaumlmmas De beraumlkshy

ningsmetoder som finns i dag aumlr i allmaumlnhet betydligt mer avanshy

cerade aumln vad som motsvarar de resultat som erharinglls genom nuvashy

rande faumllt- eller laboratoriemetoder vad avser bestaumlmning av saringshy

dana egenskaper som skjuvharingllfasthet kompressibilitet eller

foumlrkonsolideringsgrad

Foumlr vaumlggeoteknikens fortsatta utveckling aumlr kontrollmaumltningar

vid tex vaumlg- och brobyggnader av stor betydelse Endast genom

saringdana maumltningar aumlr det moumljligt att bedoumlma begraumlnsningen och

tillfoumlrlitligheten hos de beraumlkningsmetoder som brukas i dag

och som ofta aumlr grUhdade paring foumlrenklade teoretiska resonemang och

laboratoriefoumlrsoumlk Aumlven genom faumlltmaumltningar kan man tex i tid

upptaumlcka om saumlttningarna blir stoumlrre aumln beraumlknat saring att effektishy

va motaringtgaumlrder kan saumlttas in

2

2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE

I Sverige foumlrekommer lmappast naringgra loumlsa avlagringar som aumlr fraringn

pre- eller interglacial tid beroende paring att inlandsisen skrapa-

de bort de loumlsa sedimentaumlra jordlagren Jordmaterialets egenskashy

per aumlr saringledes till stor del betingade av de geologiska foumlrharingllanshy

den som raringtt de senaste ca 10000 aringren efter den sista istiden

Aumlven stora stycken av det underliggande berget broumlts loss och

maldes soumlnder Det paring saring saumltt bildade heterogena moraumlnmaterialet

taumlcker i dag cirka 70 av Sveriges totala yta

Moraumlnens egenskaper paringverkas i viss maringn av ursprungsmaterialet

Grovkornig granit har ofta gett upphov till en taumlmligen blockshy

rik moraumln medan skiffer och maumlrgelsten givit lerig moraumln eller

moraumlnlera De saumlttningar som man faringr vid belastning av moraumln aumlr

i allmaumlnhet smaring Den undre delen av moraumlnen bottenmoraumlnen som

ibland ocksaring kallas pinnmo har varit utsatt foumlr ett oumlverlagshy

ringstryck som motsvarar det ovanliggande istaumlckets massa Isshy

taumlckets tjocklek och daumlrmed oumlverlagringstrycket varierade i olika

delar av Sverige Den stoumlrsta istjockleken fanns troligtvis laumlngs

Norrlands kustland Daumlr torde oumlverlagringstrycket ha varit av

storleksordningen 300 kpcm2bull I soumldra delen av Sverige var isshy

taumlcket 2000-2500 m tjockt Denna istjocklek motsvarar ett oumlvershy2

lagringstryck av ca 200 kpcm bull

Stoumlrre saumlttningar erharinglls i sedimentjordarter Dessa jordarter

har bildats av det material som fraumlmst isaumllvarna foumlrde med sig

vid avsmaumlltningen Det groumlvsta materialet (sten grus och sand)

avsattes naumlra isaumllvarnas mynning intill iskanten medan det fishy

nare materialet (mjaumlla och ler) foumlrdes en avsevaumlrd straumlcka ut

i Baltiska issjoumln samt de issjoumlar som daring taumlckte Sveriges yta

Daring avsmaumlltningen var stor under sommarhalvaringret avsattes stora

maumlngder mo och mjaumlla medan ler avlagrades fraumlmst under houmlst- och

vinterperioderna Paring detta saumltt bildades en del av de varviga

glacialleror som taumlcker stora delar av fraumlmst mellersta och oumlstshy

ra Sverige Aumlven skillnader i organisk halt mellan de sediment

som avsattes under vinter- och sommarhalvaringren kan ha foumlrorsakat

att leran blivit varvig trots att skillnaden i kornstorlek mel-

3

lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets

salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy

rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten

Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den

Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m

Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en

successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy

houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy

manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot

en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr

Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla

Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ

saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar

som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har

kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av

roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda

saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy

ytan

Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy

lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy

halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall

minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet

dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan

delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs

tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista

hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga

aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till

bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom

grundvattenstroumlmning

Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under

den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under

avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy

sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland

och mellersta Jaumlmtland

4

Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m

maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy

mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy

land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy

tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy

land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga

kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy

utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy

laumlnta omraringden

Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel

starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I

laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan

1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring

till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy

sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring

belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta

uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i

omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden

oumlverstiger 2 a 3 m

I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av

sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy

ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som

under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av

den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned

i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy

menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och

sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem

Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De

metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i

svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna

foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-

raso

Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs

oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som

foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy

iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr

5

det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy

pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och

brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande

Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med

tillfredsstaumlllande noggrannhet

Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr

inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel

haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i

rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy

lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning

Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material

av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta

lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt

genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy

rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar

finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats

med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy

fraringgor felbedoumlmts

Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy

kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy

foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy

sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy

slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy

nen

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR

31 Planering

En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger

upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med

grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy

ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som

kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy

liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy

lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy

tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy

se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i

6

I

naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis

nyttjas

En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy

dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella

omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet

(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy

ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a

Statens Vaumlgverk

kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder

faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde

saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy

tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas

ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer

draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy

toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy

tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring

en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial

Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy

liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll

de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy

liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom

omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy

meabili tet och grundvattenytans laumlge

Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy

nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med

friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en

karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy

differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy

gelstereoskop och maumltmikrometer

Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av

den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt

av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy

del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas

samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet

-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI

EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I

Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder

7

32 Omfattning av borrprogram

Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy

nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering

samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)

Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som

regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy

ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy

staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy

doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt

kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet

maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja

sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy

borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy

ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden

kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig

noggrannhet

Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy

maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy

halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka

relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11

undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt

avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka

1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen

Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy

skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som

regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds

foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy

litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy

soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy

ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy

den inom omraringdet

En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy

borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy

haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10

och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 4: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

INNEHAringLL

1 INLEDNING

2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR 31 Planering

32 Omfattning av borrprogram

4bull FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR 41 Sonderingsmetoder

42 Vingborrning

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

432 Ostoumlrda prover

44 Mekanisering

5 LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR 51 Friktionsmaterial

52 Kohesionsmaterial

6 KONTROLLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

62 Portrycksmaumltningar

REFERENSER

1 INLEDNING

I detta foumlredrag ges en sammanfattning av de geotekniska undershy

soumlkningar som utfoumlrs i faumllt och i laboratoriet foumlr bedoumlmning av

saumlttningar i friktions- eller kohesionsmaterial Foumlrst behandlas

de geologiska foumlrharingllanden som har paringverkat de loumlsa jordlagrens

bildning och utbredning i Sverige Vidare diskuteras planering

av geotekniska faumlltundersoumlkningar samt de laboratoriemetoder

som anvaumlnds vid bedoumlmning av kompressibilitet foumlrkonsolideringsshy

tryck etc Slutligen diskuteras metoder foumlr maumltning av saumlttningar

och portryck i faumllt

Stoumlrre fordringar staumllls i dag (1968) paring tillfoumlrlitligheten hos

vaumlggeotekniska undersoumlkningar aumln foumlr bara 10 eller 20 aringr sedan

beroende paring att kraven paring vaumlgarnas linjefaumlring och jaumlmnhet

successivt har oumlkat Denna utveckling har medfoumlrt att houmlgre bankshy

houmljder blivit allt vanligare och att vaumlgarna oftare maringste foumlrshy

laumlggas till omraringden med mycket daringliga grundfoumlrharingllanden

Tillfoumlrlitligheten hos geotekniska beraumlkningar aumlr naumlstan helt

betingade av hur noggrant de underliggande jordlagrens haringllshy

fasthets- och deformationsegenskaper kan bestaumlmmas De beraumlkshy

ningsmetoder som finns i dag aumlr i allmaumlnhet betydligt mer avanshy

cerade aumln vad som motsvarar de resultat som erharinglls genom nuvashy

rande faumllt- eller laboratoriemetoder vad avser bestaumlmning av saringshy

dana egenskaper som skjuvharingllfasthet kompressibilitet eller

foumlrkonsolideringsgrad

Foumlr vaumlggeoteknikens fortsatta utveckling aumlr kontrollmaumltningar

vid tex vaumlg- och brobyggnader av stor betydelse Endast genom

saringdana maumltningar aumlr det moumljligt att bedoumlma begraumlnsningen och

tillfoumlrlitligheten hos de beraumlkningsmetoder som brukas i dag

och som ofta aumlr grUhdade paring foumlrenklade teoretiska resonemang och

laboratoriefoumlrsoumlk Aumlven genom faumlltmaumltningar kan man tex i tid

upptaumlcka om saumlttningarna blir stoumlrre aumln beraumlknat saring att effektishy

va motaringtgaumlrder kan saumlttas in

2

2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE

I Sverige foumlrekommer lmappast naringgra loumlsa avlagringar som aumlr fraringn

pre- eller interglacial tid beroende paring att inlandsisen skrapa-

de bort de loumlsa sedimentaumlra jordlagren Jordmaterialets egenskashy

per aumlr saringledes till stor del betingade av de geologiska foumlrharingllanshy

den som raringtt de senaste ca 10000 aringren efter den sista istiden

Aumlven stora stycken av det underliggande berget broumlts loss och

maldes soumlnder Det paring saring saumltt bildade heterogena moraumlnmaterialet

taumlcker i dag cirka 70 av Sveriges totala yta

Moraumlnens egenskaper paringverkas i viss maringn av ursprungsmaterialet

Grovkornig granit har ofta gett upphov till en taumlmligen blockshy

rik moraumln medan skiffer och maumlrgelsten givit lerig moraumln eller

moraumlnlera De saumlttningar som man faringr vid belastning av moraumln aumlr

i allmaumlnhet smaring Den undre delen av moraumlnen bottenmoraumlnen som

ibland ocksaring kallas pinnmo har varit utsatt foumlr ett oumlverlagshy

ringstryck som motsvarar det ovanliggande istaumlckets massa Isshy

taumlckets tjocklek och daumlrmed oumlverlagringstrycket varierade i olika

delar av Sverige Den stoumlrsta istjockleken fanns troligtvis laumlngs

Norrlands kustland Daumlr torde oumlverlagringstrycket ha varit av

storleksordningen 300 kpcm2bull I soumldra delen av Sverige var isshy

taumlcket 2000-2500 m tjockt Denna istjocklek motsvarar ett oumlvershy2

lagringstryck av ca 200 kpcm bull

Stoumlrre saumlttningar erharinglls i sedimentjordarter Dessa jordarter

har bildats av det material som fraumlmst isaumllvarna foumlrde med sig

vid avsmaumlltningen Det groumlvsta materialet (sten grus och sand)

avsattes naumlra isaumllvarnas mynning intill iskanten medan det fishy

nare materialet (mjaumlla och ler) foumlrdes en avsevaumlrd straumlcka ut

i Baltiska issjoumln samt de issjoumlar som daring taumlckte Sveriges yta

Daring avsmaumlltningen var stor under sommarhalvaringret avsattes stora

maumlngder mo och mjaumlla medan ler avlagrades fraumlmst under houmlst- och

vinterperioderna Paring detta saumltt bildades en del av de varviga

glacialleror som taumlcker stora delar av fraumlmst mellersta och oumlstshy

ra Sverige Aumlven skillnader i organisk halt mellan de sediment

som avsattes under vinter- och sommarhalvaringren kan ha foumlrorsakat

att leran blivit varvig trots att skillnaden i kornstorlek mel-

3

lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets

salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy

rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten

Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den

Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m

Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en

successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy

houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy

manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot

en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr

Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla

Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ

saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar

som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har

kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av

roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda

saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy

ytan

Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy

lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy

halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall

minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet

dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan

delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs

tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista

hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga

aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till

bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom

grundvattenstroumlmning

Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under

den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under

avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy

sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland

och mellersta Jaumlmtland

4

Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m

maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy

mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy

land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy

tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy

land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga

kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy

utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy

laumlnta omraringden

Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel

starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I

laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan

1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring

till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy

sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring

belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta

uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i

omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden

oumlverstiger 2 a 3 m

I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av

sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy

ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som

under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av

den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned

i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy

menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och

sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem

Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De

metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i

svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna

foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-

raso

Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs

oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som

foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy

iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr

5

det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy

pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och

brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande

Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med

tillfredsstaumlllande noggrannhet

Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr

inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel

haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i

rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy

lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning

Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material

av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta

lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt

genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy

rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar

finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats

med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy

fraringgor felbedoumlmts

Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy

kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy

foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy

sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy

slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy

nen

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR

31 Planering

En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger

upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med

grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy

ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som

kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy

liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy

lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy

tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy

se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i

6

I

naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis

nyttjas

En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy

dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella

omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet

(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy

ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a

Statens Vaumlgverk

kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder

faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde

saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy

tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas

ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer

draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy

toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy

tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring

en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial

Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy

liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll

de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy

liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom

omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy

meabili tet och grundvattenytans laumlge

Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy

nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med

friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en

karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy

differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy

gelstereoskop och maumltmikrometer

Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av

den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt

av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy

del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas

samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet

-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI

EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I

Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder

7

32 Omfattning av borrprogram

Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy

nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering

samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)

Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som

regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy

ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy

staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy

doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt

kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet

maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja

sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy

borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy

ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden

kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig

noggrannhet

Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy

maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy

halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka

relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11

undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt

avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka

1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen

Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy

skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som

regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds

foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy

litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy

soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy

ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy

den inom omraringdet

En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy

borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy

haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10

och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 5: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

1 INLEDNING

I detta foumlredrag ges en sammanfattning av de geotekniska undershy

soumlkningar som utfoumlrs i faumllt och i laboratoriet foumlr bedoumlmning av

saumlttningar i friktions- eller kohesionsmaterial Foumlrst behandlas

de geologiska foumlrharingllanden som har paringverkat de loumlsa jordlagrens

bildning och utbredning i Sverige Vidare diskuteras planering

av geotekniska faumlltundersoumlkningar samt de laboratoriemetoder

som anvaumlnds vid bedoumlmning av kompressibilitet foumlrkonsolideringsshy

tryck etc Slutligen diskuteras metoder foumlr maumltning av saumlttningar

och portryck i faumllt

Stoumlrre fordringar staumllls i dag (1968) paring tillfoumlrlitligheten hos

vaumlggeotekniska undersoumlkningar aumln foumlr bara 10 eller 20 aringr sedan

beroende paring att kraven paring vaumlgarnas linjefaumlring och jaumlmnhet

successivt har oumlkat Denna utveckling har medfoumlrt att houmlgre bankshy

houmljder blivit allt vanligare och att vaumlgarna oftare maringste foumlrshy

laumlggas till omraringden med mycket daringliga grundfoumlrharingllanden

Tillfoumlrlitligheten hos geotekniska beraumlkningar aumlr naumlstan helt

betingade av hur noggrant de underliggande jordlagrens haringllshy

fasthets- och deformationsegenskaper kan bestaumlmmas De beraumlkshy

ningsmetoder som finns i dag aumlr i allmaumlnhet betydligt mer avanshy

cerade aumln vad som motsvarar de resultat som erharinglls genom nuvashy

rande faumllt- eller laboratoriemetoder vad avser bestaumlmning av saringshy

dana egenskaper som skjuvharingllfasthet kompressibilitet eller

foumlrkonsolideringsgrad

Foumlr vaumlggeoteknikens fortsatta utveckling aumlr kontrollmaumltningar

vid tex vaumlg- och brobyggnader av stor betydelse Endast genom

saringdana maumltningar aumlr det moumljligt att bedoumlma begraumlnsningen och

tillfoumlrlitligheten hos de beraumlkningsmetoder som brukas i dag

och som ofta aumlr grUhdade paring foumlrenklade teoretiska resonemang och

laboratoriefoumlrsoumlk Aumlven genom faumlltmaumltningar kan man tex i tid

upptaumlcka om saumlttningarna blir stoumlrre aumln beraumlknat saring att effektishy

va motaringtgaumlrder kan saumlttas in

2

2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE

I Sverige foumlrekommer lmappast naringgra loumlsa avlagringar som aumlr fraringn

pre- eller interglacial tid beroende paring att inlandsisen skrapa-

de bort de loumlsa sedimentaumlra jordlagren Jordmaterialets egenskashy

per aumlr saringledes till stor del betingade av de geologiska foumlrharingllanshy

den som raringtt de senaste ca 10000 aringren efter den sista istiden

Aumlven stora stycken av det underliggande berget broumlts loss och

maldes soumlnder Det paring saring saumltt bildade heterogena moraumlnmaterialet

taumlcker i dag cirka 70 av Sveriges totala yta

Moraumlnens egenskaper paringverkas i viss maringn av ursprungsmaterialet

Grovkornig granit har ofta gett upphov till en taumlmligen blockshy

rik moraumln medan skiffer och maumlrgelsten givit lerig moraumln eller

moraumlnlera De saumlttningar som man faringr vid belastning av moraumln aumlr

i allmaumlnhet smaring Den undre delen av moraumlnen bottenmoraumlnen som

ibland ocksaring kallas pinnmo har varit utsatt foumlr ett oumlverlagshy

ringstryck som motsvarar det ovanliggande istaumlckets massa Isshy

taumlckets tjocklek och daumlrmed oumlverlagringstrycket varierade i olika

delar av Sverige Den stoumlrsta istjockleken fanns troligtvis laumlngs

Norrlands kustland Daumlr torde oumlverlagringstrycket ha varit av

storleksordningen 300 kpcm2bull I soumldra delen av Sverige var isshy

taumlcket 2000-2500 m tjockt Denna istjocklek motsvarar ett oumlvershy2

lagringstryck av ca 200 kpcm bull

Stoumlrre saumlttningar erharinglls i sedimentjordarter Dessa jordarter

har bildats av det material som fraumlmst isaumllvarna foumlrde med sig

vid avsmaumlltningen Det groumlvsta materialet (sten grus och sand)

avsattes naumlra isaumllvarnas mynning intill iskanten medan det fishy

nare materialet (mjaumlla och ler) foumlrdes en avsevaumlrd straumlcka ut

i Baltiska issjoumln samt de issjoumlar som daring taumlckte Sveriges yta

Daring avsmaumlltningen var stor under sommarhalvaringret avsattes stora

maumlngder mo och mjaumlla medan ler avlagrades fraumlmst under houmlst- och

vinterperioderna Paring detta saumltt bildades en del av de varviga

glacialleror som taumlcker stora delar av fraumlmst mellersta och oumlstshy

ra Sverige Aumlven skillnader i organisk halt mellan de sediment

som avsattes under vinter- och sommarhalvaringren kan ha foumlrorsakat

att leran blivit varvig trots att skillnaden i kornstorlek mel-

3

lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets

salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy

rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten

Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den

Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m

Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en

successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy

houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy

manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot

en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr

Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla

Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ

saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar

som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har

kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av

roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda

saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy

ytan

Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy

lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy

halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall

minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet

dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan

delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs

tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista

hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga

aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till

bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom

grundvattenstroumlmning

Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under

den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under

avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy

sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland

och mellersta Jaumlmtland

4

Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m

maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy

mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy

land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy

tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy

land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga

kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy

utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy

laumlnta omraringden

Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel

starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I

laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan

1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring

till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy

sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring

belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta

uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i

omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden

oumlverstiger 2 a 3 m

I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av

sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy

ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som

under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av

den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned

i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy

menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och

sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem

Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De

metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i

svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna

foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-

raso

Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs

oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som

foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy

iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr

5

det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy

pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och

brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande

Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med

tillfredsstaumlllande noggrannhet

Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr

inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel

haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i

rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy

lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning

Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material

av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta

lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt

genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy

rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar

finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats

med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy

fraringgor felbedoumlmts

Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy

kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy

foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy

sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy

slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy

nen

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR

31 Planering

En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger

upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med

grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy

ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som

kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy

liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy

lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy

tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy

se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i

6

I

naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis

nyttjas

En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy

dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella

omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet

(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy

ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a

Statens Vaumlgverk

kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder

faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde

saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy

tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas

ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer

draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy

toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy

tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring

en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial

Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy

liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll

de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy

liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom

omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy

meabili tet och grundvattenytans laumlge

Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy

nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med

friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en

karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy

differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy

gelstereoskop och maumltmikrometer

Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av

den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt

av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy

del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas

samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet

-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI

EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I

Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder

7

32 Omfattning av borrprogram

Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy

nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering

samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)

Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som

regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy

ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy

staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy

doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt

kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet

maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja

sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy

borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy

ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden

kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig

noggrannhet

Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy

maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy

halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka

relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11

undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt

avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka

1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen

Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy

skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som

regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds

foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy

litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy

soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy

ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy

den inom omraringdet

En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy

borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy

haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10

och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 6: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

2

2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE

I Sverige foumlrekommer lmappast naringgra loumlsa avlagringar som aumlr fraringn

pre- eller interglacial tid beroende paring att inlandsisen skrapa-

de bort de loumlsa sedimentaumlra jordlagren Jordmaterialets egenskashy

per aumlr saringledes till stor del betingade av de geologiska foumlrharingllanshy

den som raringtt de senaste ca 10000 aringren efter den sista istiden

Aumlven stora stycken av det underliggande berget broumlts loss och

maldes soumlnder Det paring saring saumltt bildade heterogena moraumlnmaterialet

taumlcker i dag cirka 70 av Sveriges totala yta

Moraumlnens egenskaper paringverkas i viss maringn av ursprungsmaterialet

Grovkornig granit har ofta gett upphov till en taumlmligen blockshy

rik moraumln medan skiffer och maumlrgelsten givit lerig moraumln eller

moraumlnlera De saumlttningar som man faringr vid belastning av moraumln aumlr

i allmaumlnhet smaring Den undre delen av moraumlnen bottenmoraumlnen som

ibland ocksaring kallas pinnmo har varit utsatt foumlr ett oumlverlagshy

ringstryck som motsvarar det ovanliggande istaumlckets massa Isshy

taumlckets tjocklek och daumlrmed oumlverlagringstrycket varierade i olika

delar av Sverige Den stoumlrsta istjockleken fanns troligtvis laumlngs

Norrlands kustland Daumlr torde oumlverlagringstrycket ha varit av

storleksordningen 300 kpcm2bull I soumldra delen av Sverige var isshy

taumlcket 2000-2500 m tjockt Denna istjocklek motsvarar ett oumlvershy2

lagringstryck av ca 200 kpcm bull

Stoumlrre saumlttningar erharinglls i sedimentjordarter Dessa jordarter

har bildats av det material som fraumlmst isaumllvarna foumlrde med sig

vid avsmaumlltningen Det groumlvsta materialet (sten grus och sand)

avsattes naumlra isaumllvarnas mynning intill iskanten medan det fishy

nare materialet (mjaumlla och ler) foumlrdes en avsevaumlrd straumlcka ut

i Baltiska issjoumln samt de issjoumlar som daring taumlckte Sveriges yta

Daring avsmaumlltningen var stor under sommarhalvaringret avsattes stora

maumlngder mo och mjaumlla medan ler avlagrades fraumlmst under houmlst- och

vinterperioderna Paring detta saumltt bildades en del av de varviga

glacialleror som taumlcker stora delar av fraumlmst mellersta och oumlstshy

ra Sverige Aumlven skillnader i organisk halt mellan de sediment

som avsattes under vinter- och sommarhalvaringren kan ha foumlrorsakat

att leran blivit varvig trots att skillnaden i kornstorlek mel-

3

lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets

salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy

rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten

Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den

Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m

Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en

successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy

houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy

manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot

en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr

Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla

Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ

saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar

som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har

kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av

roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda

saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy

ytan

Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy

lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy

halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall

minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet

dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan

delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs

tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista

hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga

aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till

bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom

grundvattenstroumlmning

Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under

den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under

avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy

sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland

och mellersta Jaumlmtland

4

Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m

maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy

mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy

land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy

tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy

land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga

kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy

utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy

laumlnta omraringden

Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel

starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I

laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan

1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring

till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy

sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring

belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta

uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i

omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden

oumlverstiger 2 a 3 m

I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av

sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy

ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som

under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av

den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned

i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy

menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och

sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem

Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De

metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i

svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna

foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-

raso

Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs

oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som

foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy

iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr

5

det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy

pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och

brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande

Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med

tillfredsstaumlllande noggrannhet

Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr

inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel

haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i

rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy

lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning

Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material

av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta

lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt

genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy

rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar

finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats

med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy

fraringgor felbedoumlmts

Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy

kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy

foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy

sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy

slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy

nen

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR

31 Planering

En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger

upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med

grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy

ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som

kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy

liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy

lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy

tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy

se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i

6

I

naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis

nyttjas

En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy

dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella

omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet

(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy

ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a

Statens Vaumlgverk

kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder

faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde

saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy

tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas

ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer

draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy

toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy

tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring

en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial

Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy

liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll

de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy

liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom

omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy

meabili tet och grundvattenytans laumlge

Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy

nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med

friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en

karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy

differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy

gelstereoskop och maumltmikrometer

Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av

den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt

av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy

del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas

samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet

-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI

EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I

Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder

7

32 Omfattning av borrprogram

Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy

nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering

samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)

Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som

regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy

ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy

staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy

doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt

kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet

maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja

sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy

borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy

ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden

kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig

noggrannhet

Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy

maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy

halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka

relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11

undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt

avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka

1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen

Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy

skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som

regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds

foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy

litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy

soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy

ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy

den inom omraringdet

En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy

borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy

haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10

och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 7: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

3

lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets

salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy

rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten

Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den

Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m

Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en

successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy

houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy

manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot

en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr

Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla

Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ

saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar

som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har

kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av

roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda

saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy

ytan

Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy

lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy

halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall

minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet

dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan

delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs

tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista

hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga

aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till

bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom

grundvattenstroumlmning

Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under

den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under

avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy

sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland

och mellersta Jaumlmtland

4

Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m

maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy

mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy

land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy

tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy

land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga

kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy

utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy

laumlnta omraringden

Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel

starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I

laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan

1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring

till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy

sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring

belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta

uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i

omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden

oumlverstiger 2 a 3 m

I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av

sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy

ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som

under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av

den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned

i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy

menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och

sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem

Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De

metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i

svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna

foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-

raso

Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs

oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som

foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy

iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr

5

det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy

pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och

brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande

Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med

tillfredsstaumlllande noggrannhet

Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr

inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel

haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i

rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy

lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning

Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material

av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta

lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt

genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy

rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar

finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats

med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy

fraringgor felbedoumlmts

Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy

kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy

foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy

sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy

slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy

nen

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR

31 Planering

En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger

upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med

grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy

ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som

kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy

liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy

lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy

tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy

se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i

6

I

naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis

nyttjas

En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy

dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella

omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet

(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy

ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a

Statens Vaumlgverk

kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder

faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde

saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy

tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas

ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer

draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy

toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy

tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring

en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial

Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy

liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll

de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy

liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom

omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy

meabili tet och grundvattenytans laumlge

Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy

nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med

friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en

karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy

differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy

gelstereoskop och maumltmikrometer

Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av

den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt

av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy

del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas

samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet

-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI

EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I

Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder

7

32 Omfattning av borrprogram

Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy

nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering

samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)

Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som

regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy

ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy

staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy

doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt

kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet

maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja

sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy

borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy

ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden

kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig

noggrannhet

Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy

maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy

halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka

relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11

undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt

avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka

1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen

Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy

skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som

regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds

foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy

litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy

soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy

ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy

den inom omraringdet

En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy

borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy

haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10

och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 8: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

4

Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m

maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy

mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy

land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy

tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy

land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga

kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy

utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy

laumlnta omraringden

Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel

starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I

laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan

1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring

till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy

sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring

belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta

uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i

omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden

oumlverstiger 2 a 3 m

I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av

sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy

ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som

under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av

den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned

i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy

menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och

sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem

Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De

metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i

svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna

foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-

raso

Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs

oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som

foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy

iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr

5

det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy

pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och

brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande

Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med

tillfredsstaumlllande noggrannhet

Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr

inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel

haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i

rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy

lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning

Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material

av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta

lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt

genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy

rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar

finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats

med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy

fraringgor felbedoumlmts

Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy

kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy

foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy

sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy

slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy

nen

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR

31 Planering

En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger

upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med

grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy

ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som

kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy

liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy

lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy

tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy

se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i

6

I

naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis

nyttjas

En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy

dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella

omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet

(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy

ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a

Statens Vaumlgverk

kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder

faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde

saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy

tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas

ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer

draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy

toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy

tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring

en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial

Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy

liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll

de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy

liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom

omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy

meabili tet och grundvattenytans laumlge

Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy

nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med

friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en

karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy

differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy

gelstereoskop och maumltmikrometer

Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av

den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt

av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy

del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas

samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet

-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI

EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I

Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder

7

32 Omfattning av borrprogram

Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy

nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering

samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)

Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som

regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy

ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy

staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy

doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt

kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet

maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja

sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy

borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy

ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden

kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig

noggrannhet

Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy

maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy

halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka

relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11

undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt

avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka

1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen

Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy

skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som

regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds

foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy

litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy

soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy

ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy

den inom omraringdet

En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy

borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy

haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10

och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 9: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

5

det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy

pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och

brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande

Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med

tillfredsstaumlllande noggrannhet

Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr

inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel

haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i

rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy

lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning

Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material

av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta

lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt

genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy

rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar

finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats

med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy

fraringgor felbedoumlmts

Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy

kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy

foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy

sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy

slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy

nen

3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR

31 Planering

En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger

upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med

grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy

ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som

kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy

liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy

lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy

tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy

se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i

6

I

naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis

nyttjas

En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy

dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella

omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet

(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy

ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a

Statens Vaumlgverk

kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder

faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde

saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy

tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas

ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer

draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy

toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy

tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring

en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial

Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy

liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll

de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy

liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom

omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy

meabili tet och grundvattenytans laumlge

Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy

nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med

friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en

karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy

differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy

gelstereoskop och maumltmikrometer

Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av

den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt

av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy

del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas

samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet

-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI

EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I

Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder

7

32 Omfattning av borrprogram

Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy

nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering

samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)

Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som

regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy

ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy

staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy

doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt

kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet

maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja

sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy

borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy

ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden

kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig

noggrannhet

Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy

maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy

halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka

relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11

undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt

avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka

1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen

Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy

skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som

regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds

foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy

litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy

soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy

ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy

den inom omraringdet

En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy

borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy

haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10

och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 10: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

6

I

naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis

nyttjas

En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy

dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella

omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet

(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy

ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a

Statens Vaumlgverk

kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder

faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde

saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy

tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas

ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer

draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy

toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy

tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring

en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial

Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy

liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll

de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy

liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom

omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy

meabili tet och grundvattenytans laumlge

Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy

nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med

friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en

karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy

differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy

gelstereoskop och maumltmikrometer

Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av

den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt

av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy

del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas

samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet

-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI

EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I

Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder

7

32 Omfattning av borrprogram

Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy

nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering

samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)

Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som

regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy

ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy

staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy

doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt

kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet

maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja

sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy

borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy

ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden

kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig

noggrannhet

Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy

maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy

halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka

relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11

undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt

avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka

1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen

Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy

skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som

regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds

foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy

litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy

soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy

ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy

den inom omraringdet

En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy

borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy

haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10

och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 11: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI

EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I

Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder

7

32 Omfattning av borrprogram

Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy

nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering

samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)

Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som

regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy

ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy

staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy

doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt

kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet

maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja

sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy

borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy

ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden

kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig

noggrannhet

Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy

maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy

halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka

relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11

undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt

avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka

1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen

Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy

skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som

regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds

foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy

litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy

soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy

ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy

den inom omraringdet

En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy

borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy

haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10

och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 12: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

7

32 Omfattning av borrprogram

Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy

nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering

samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)

Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som

regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy

ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy

staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy

doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt

kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet

maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja

sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy

borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy

ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden

kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig

noggrannhet

Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy

maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy

halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka

relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11

undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt

avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka

1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen

Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy

skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som

regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds

foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy

litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy

soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy

ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy

den inom omraringdet

En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy

borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy

haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10

och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 13: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

s

der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy

staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5

ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy

tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy

da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy

ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy

sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring

olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk

foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy

borr foumlr jordartsbestaumlmning

Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy

lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy

aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy

ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy

liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor

betydelse

4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR

41 Sonderingsmetoder

Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa

metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr

bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som

dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering

och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av

trycksondering

Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna

ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy

deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund

av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att

utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga

anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika

sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska

Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte

har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och

hejarsonderingsmetoden1abull

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 14: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

9

Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ

Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy

staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy

ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy

ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin

med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha

vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av

sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall

block eller sten foumlrekormner i jorden

Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som

aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en

hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som

fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos

friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy

re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy

talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10

Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy

kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy

tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy

band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar

sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden

vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy

den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion

i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid

utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy

hejare med en konstant fallhoumljd

Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket

vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy

formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)

Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det

antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm

anges

Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid

bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy

ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 15: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar

Fig

2

H

ejar

son

d

typ

Bo

rro

10

lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20

cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy

varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet

halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy

taumltheten som houmlg

Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy

nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand

houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy

staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material

Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy

drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel

stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy

en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy

hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal

halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en

given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning

Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy

tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy

djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy

ning

Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets

med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000

kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy

tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad

paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom

kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy

tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall

kunna utnyttja denna utrustning

Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy

foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy

grad hos friktionsmaterial

Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy

ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad

spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen

Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson

Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI

11

laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca

10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den

kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy

tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan

naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt

att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy

sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att

apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering

42 Vingborrning

Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas

in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur

vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)

Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy

lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet

Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs

en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy

ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets

dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy

nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy

fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor

I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr

foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy

drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy

roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy

donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat

under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy

haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera

under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring

vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)

hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2

gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy

de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av

20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar

genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy

dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt

snabbare aumln med vingborr av typ SGI

12

43 Provtagning

431 Stoumlrda prover

Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy

borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid

provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring

stoumlrre djup

Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy

ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy

borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det

fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy

ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under

grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy

lys

Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i

friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy

rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat

skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy

borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel

representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda

Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m

djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy

ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial

Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy

tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt

placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy

ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin

upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy

sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen

Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp

Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal

prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy

gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver

relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring

vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy

leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-

Fig 5 Jalusiborr

G

I

1 --)

bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet

Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets

Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid

hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid

svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy

material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds

Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna

spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper

saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt

motsvarar materialets egenskaper in situ

4 32 Ostoumlrda prover

Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr

naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och

St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a

foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy

proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy

hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy

sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy

tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt

fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs

proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten

Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy

man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy

liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy

tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och

provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy

haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning

44 Mekanisering

Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy

tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet

monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt

att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy

aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy

ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-

Oumlppnare

Houmlrcac kulring 0

Fjaumlderring

-Bock -rolriksfaumlcler

~-spoumlnnskruv

- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo

l-Pcohyloumla

1

1 i i

-middotmiddot-Provhylsa 1

vKort hylsa Stutarshy~ hylsa

~ Sutace i llff Sulorshybleck

- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg

Koy med Sparingr

Fig 6 Standardkolvborr St I

14

i

ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt

driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad

shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR

51 Friktionsrraterial

Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under

byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy

band med vaumlgbyggnad

Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma

eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek

kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten

den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy

talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom

de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts

foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna

foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet

lastvaumlxlingar

Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning

materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har

tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy

cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy

tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy

fyIlningarna

Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy

material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att

packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank

av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy

ytan

De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy

arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy

ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej

helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana

fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande

Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy

foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk

15

foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en

kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med

denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy

dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)

52 Kohesionsmaterial

Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre

aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy

se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod

Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy

ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med

ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-

citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U

Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid

beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika

stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy

rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy

ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy

rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy

rande oumlkning av vertikaltrycket

Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr

fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek

Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring

portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell

riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall

kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy

trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy

dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr

(Bergfelt 1956)

Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som

ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst

foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning

paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor

daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20

Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm

16

saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)

och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy

utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy

ordning som primaumlrsaumlttningen

Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper

anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av

Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy

risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens

sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar

med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas

haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant

under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet

Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk

aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande

Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska

undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt

minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy

sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2

naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar

belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur

kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven

Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-

den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr

foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy

soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket

ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy

ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och

Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy

tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy

ria tex belastningsaumlndringar av olika slag

Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa

skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy

tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av

den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~

eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-

Fig 8 Oumldometer typ SGI

17

haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy

bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det

prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-

skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy

skattas

I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av

vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken

emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten

Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller

flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har

daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation

Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt

och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy

eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya

typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy

ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy

meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)

Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel

att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy

ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)

visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy

lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att

portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln

laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var

emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat

De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy

vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt

denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring

samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy

bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning

av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt

driven foumlrsoumlkstelmik

Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets

konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel

18

vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy

taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-

de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-

nin

Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller

Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid

smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG

( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan

i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy

taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att

porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt

laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen

ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet

erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy

haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy

maumltare

Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket

G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring

platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring

att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy

konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy

re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta

troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har

utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy

ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den

grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy

lideringstryck

Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets

odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)

Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt

oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu

materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning

av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa

fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden

paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som

19

erhoumllls ur Skemptons relation

Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy

ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade

leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy

toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-

skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket

Eekv middot- ( 250 a 500) T fu

Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i

maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven

foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy

vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som

existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo

Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds

vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir

emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen

Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid

saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr

stor beraumlknad saumlttning

Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk

har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende

paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy

haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy

derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende

parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy

lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig

oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt

Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett

c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy

ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy

tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning

c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen

hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -

talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en

20

foumlrdubbling av normaltrycket

6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT

61 Saumlttningsmaumltningar

Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid

kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att

skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad

nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy

klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende

paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy

nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad

med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt

laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy

tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning

Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren

En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts

i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid

placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)

Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller

ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur

beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna

mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat

kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen

Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande

Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy

ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds

ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner

saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy

sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy

regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska

tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy

blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring

Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring

med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy

formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand

placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring

1

Il f

tp

till

b

ott

en

--------------------------------

_

BA

V

aumlgb

ank

f1

Ell

E

----

----

----

----

---

Il=

lll=

f

I

l 51

17

Peg

el

fast

Fa

st b

otte

n

Fig

9

S

aumlttn

ing

smaumlt

are

en

lig

t p

rin

cip

en

fouml

r ko

DD

luni

cera

nde

kaumlrl

h

h2

Sti

g r

oumlr

I T

ryck

maumlta

re

1 middoth 1

--Lt

~T

ry

ck

reg

ula

tor

Refe

ren

sniv

aring ~ h

top

p

paring

peg

el

Lu

ftsl

an

g

Maumlts

lan

g

fyll

d

med

v

att

en

f

-

--

---~

--

M

aumltk

rop

p

$

l~-

Gu

mm

iblaring

sa

Fig

1

0

Saumltt

nin

gsm

aumlta

re

typ

SG

I 1

(sy

stem

Ber

gd

ahl)

21

saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy

system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en

tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas

till 5 mm

Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy

vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr

hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11

Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr

foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat

djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy

roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande

jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy

vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom

att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet

med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy

ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett

maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy

tas till+ 2 mm

Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare

Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika

nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring

jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy

nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond

roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy

tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy

mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens

densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas

roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy

noggrannhet av + 1 cm

Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy

isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan

sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy

haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven

vid denna metod till+ 1 cm

i

IT

SI

l

lL

fil

2

FO

DE

RR

OumlR

S

PIR

ALS

LAN

G

YT

TE

R-

SO

ND

U

PP

DR

AG

NIN

G

AV

S

AumlT

TN

ING

Sshy

NE

DD

RIV

ET

D

IAM

O

mm

N

ED

FOumlR

D

NE

DF

OumlR

D

FOD

ER

ROuml

R

OC

H

MAuml

TN

ING

SO

ND

LJU

DD

OS

A

ME

D

BA

TT

ER

I

ST

OumlD

HY

LSA

_--

--M

AringT

TB

AN

D

KO

NT

AK

TH

YLS

A

IU

K

ON

TA

KT

OR

GA

N

I

I

i t

I

r

gt t

i

middotmiddotw

D

gt~

bull ~

middot

w

9

Jgt

T

~

~-

(

p p

Jt l

il

lgt

t

Jgtbull

p ~

~

0

gt

bull p

p middot

-

middot bull

p

p _

LOumlS

TA

GB

AR

S

PE

TS

B

OTT

EN

PLU

GG

Fig

1

1

Inst

all

ati

on

av

saumlt

tnin

gsm

aumltar

e SG

I 2

(sy

stem

Wag

er)

Ljuddosa med batteri

Millimetergraderat maringttband

Maringtiband Kabel

Spiralslang

Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)

22

i

60 2 Portrycksmaumltningar

Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning

av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy

ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden

Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast

fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy

aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds

fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy

tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande

jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges

geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy

maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med

ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed

denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy

ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy

maumlnt i Sverige

Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att

man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas

ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av

plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger

Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy

toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy

tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt

system

23

REFERENSER

BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy

fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren

No 3 p 102-104

BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs

hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32

BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams

Edinburgh Val 5 p 506-509

BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine

Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation

Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf

Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64

FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy

och vattenbyeearen No 1 p 3-6

FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar

Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)

HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference

to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst

Proc No 18 Stockholm

KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand

and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm

1) Reviderad upplaga under utarbetande

KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc

No 13 Stockholm

KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd

Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm

KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei

Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy

dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull

KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler

with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-

halm

KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress

and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed

Geot Inst Proc No 9 Stockholm

KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate

iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10

Stockholm

LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech

a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67

LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional

Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found

Engng Vol I p 213-218

LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with

Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE

Vol 90 No SM5 p 69-86

OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays

Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140

OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular

Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy

tionen Medd No 1

OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays

Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm

25

I

0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement

in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf

Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142

PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska

Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272

PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI

Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967

R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy

nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170

SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy

samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2

Stockholm

SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic

Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80

Sep No 478 p 19-22

WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements

Under utarbetande

TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER

FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR

av

Allan Ekstroumlm

INNEHALL

1 INLEDNING

2 METODER

2 1 Belastningsminskning

2 11 Profilsaumlnkning

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

2 31 Urgraumlvning

2 32 Nedpressning

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER

4 SAMMANFATTNING

1 INLEDNING

I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy

solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar

Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy

ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy

nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem

ofta upptraumlder samtidigt

Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens

Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy

givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och

egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring

grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid

olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna

dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy

kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy

rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i

utslagsgivande syfte

2 METODER

Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan

reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt

A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy

sibla jordlagren

B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy

lisering) av de kompressibla lagren

C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren

mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)

D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till

fastare jordlager medelst paringlning

2 1 Belastningsminskning

Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan

ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt

fyllningsmaterial

2

2 11 Profilsaumlnkning

Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig

vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det

enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering

Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst

1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland

andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy

seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy

ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -

och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste

dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande

saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)

Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke

laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy

foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre

2 12 Laumltt fyllningsmaterial

Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar

3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )

b) skall vara kemiskt stabilt

c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla

packning och trafilcvibrationer)

d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)

e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl

Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material

3Volymvilct tm

3Pris krm

i bank under vatten

Leca o 5 0 40 a 45-

Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-

Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-

(Koksaska ca 0 8 ca 04 )

Saringgsparingn 0 2 a 4-

3

Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)

2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen

3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen

Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt

fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3

1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa

jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden

tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor

och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)

Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda

I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy

merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3

volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy

ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven

paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy

trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara

saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy

betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning

sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer

anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar

ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom

korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men

tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten

kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom

erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy

lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy

rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men

sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy

material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt

i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan

profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten

4

Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett

aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy

krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa

material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden

2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager

Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy

ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller

vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang

endast sanddraumlneringsmetoden aktuell

Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet

i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm

cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs

500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy

verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy

genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere

vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm

(inklusive arbetsbaumldd)

Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg

(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg

vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt

av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3

skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m

per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3

10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy

dande

Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt

snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas

under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda

god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade

saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna

uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna

bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans

x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut

0

Tr ckbanK LE_ofillllllL

~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet

bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis

Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast

4000 -r---------------------------

3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull

0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M

Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn

Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)

Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)

5

skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen

samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k

liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har

dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring

laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i

leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy

ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy

liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett

stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy

sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och

ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta

mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra

metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller

eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera

stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som

ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder

Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden

a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna

kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt

b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy

ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan

och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring

kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och

markloumlsen som foumlljd)

c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller

elektroosmos

d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av

papp eller annat material

2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren

Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning

eller nedpressning

2 31 Urgraumlvning

Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering

av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning

6

till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra

sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy

nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy

prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy

staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln

till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn

Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet

ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar

Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och

en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter

ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-

haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy

baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3

byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner

kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i

varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan

om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled

arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk

teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden

jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy

verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs

foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med

bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy

lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara

11 5

Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning

1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde

kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom

fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade

till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy

kommande svackors laumlngd etc

2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas

till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande

jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare

lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred

dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy

pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter

7

3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet

att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy

mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-

lig - faringr relativt god lagringstaumlthet

4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig

proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt

kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla

metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda

den fraringgan ej skall goumlras haumlr)

Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av

sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad

graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy

taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy

ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt

schaktdjup

Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet

aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas

bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet

traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker

saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad

tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy

risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre

Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan

beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar

problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och

aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr

problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk

deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy

trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och

de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde

dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy

fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att

regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer

praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-

8

ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras

foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-

grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart

skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy

soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr

liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens

verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att

staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till

risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr

direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras

genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid

aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning

Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA

finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock

fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy

gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar

Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy

landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende

paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig

I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy

tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna

av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr

tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten

i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy

eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2

aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag

Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten

generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten

att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy

ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad

risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den

branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet

goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy

sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy

vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda

schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring

9

bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda

gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen

Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial

boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och

grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy

raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar

daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att

man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy

stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans

nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas

vidare upparingt med material av annat slag

Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall

Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper

(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a

a) schaktningsvolymen (se nedan)

b) schaktningsdjupet

c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop

2 upplaumlggning av massorna vid sidan

av gropen eller borttransport

d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken

kan goumlra att aringterfyllning

1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy

skottsmassor som annars maringste

laumlggas i sidotipp

2 tages ur linjen genom omprofishy

lering eller oumlkning av skaumlrningsshy

volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy

ning eller sektionsoumlkning i jordshy

och bergskaumlrningar)

3 tages ur sidotag med vanligtvis

houmlgre schakt- och transportkostnad

som foumlljd

a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3

maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa

a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy

verkar daumlrmed direkta-priset

3

1o

c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3

med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa

och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under

vatten av moiga mjaumlliga leror)

d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m

(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy

foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy

ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan

ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat

som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank

inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3

saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-

volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans

inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall

kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy

ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket

givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3

fn saumlttas till 10 a 15- kr per m

Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under

vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy

gramform (fig 2)

Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy

djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med

tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta

rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy

vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda

banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy

parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes

i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy

skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy

lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara

svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy

bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast

botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel

undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy

ning i takt med schaktningen

f 13m

E c

1

~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m

I (13+2h)m

Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~

fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni

yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf

fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf

0 0 5 10 m

Urgraumlvningsdjup z

Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m

fyllnadsmassor se ant p~ figuren

Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen

11

2 32 Nedpressning

Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till

fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod

Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv

utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av

laumlngre bankstraumlcka

Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna

i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr

och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy

liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor

av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn

mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy

jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m

oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar

nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy

fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt

profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter

det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till

acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a

avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank

samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ

av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med

vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy

skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden

Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy

grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a

a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver

i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till

fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m

b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs

soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy

omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -

innan fyllningsarbetena paringboumlrjas

c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller

vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga

jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda

12

sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende

paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr

vid sidan av vaumlglinjen etc)

d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av

upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning

under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt

upp sig

e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med

ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen

och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy

ses nedpressad

f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att

bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy

tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa

blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning

(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga

och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till

fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy

fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall

farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa

tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering

efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt

vid utfyllningen)

Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det

gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda

oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy

dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till

saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy

far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom

spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr

nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan

om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras

laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy

houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy

spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy

ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras

13

Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock

noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial

stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt

moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till

foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning

av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy

het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket

effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes

a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek

blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring

grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)

b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)

c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt

med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba

skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och

maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)

Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB

LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av

laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -

O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad

av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr

och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg

Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i

syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper

och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall

spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen

vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy

mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)

Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)

spola haringl i jorden foumlr laddningarna

Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare

lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy

niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid

mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig

oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och

14

oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det

vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)

Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad

banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande

1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts

priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3

urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )

2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy

ses med oumlverbyggnad och belaumlggning

falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy

byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske

ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8

m under faumlrdig vaumlgbana

fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan

ingaring i oumlverbyggnaden

Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3

beraumlknat enl

pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3

skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy

ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med

bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste

ske

3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m

4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna

skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas

under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy

raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr

nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror

kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden

foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)

2 4 Paringlar under vaumlgbankar

Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy

naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels

som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck

Krlm vaumlg 13m 5000---- E

4000

Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages

1000+---j

Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages

o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m

Nedpressningsdjup z

Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym

Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning

15

Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2

spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som

svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen

dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2

ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar

laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen

(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen

(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell

bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp

till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste

paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy

verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr

att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla

jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)

som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas

lika med halva paringlavstaringndet

Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy

lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels

den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy

baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs

ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig

markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet

och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli

tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy

band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo

I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring

(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med

markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd

utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet

drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som

dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr

vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy

den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy

form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy

rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy

raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre

nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy

staringende paringlarna blir synliga

16

Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet

paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med

glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy

ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid

laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill

ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre

bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras

inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn

bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje

saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara

in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och

kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera

extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred

Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy

ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0

a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand

foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven

vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under

kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy

ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy

ning

Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste

dock beaktas saumlrskilt

a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning

grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer

samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning

av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt

vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig

b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under

faumlrdig vaumlgbana

c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial

och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr

skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy

ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy

tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador

paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy

struktioner)

17

d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex

pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp

foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy

vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy

struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas

Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna

med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per

lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade

Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar

med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy

paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast

betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy

ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy

plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy

laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr

~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2

paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy

houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp

mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp

ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring

grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy

hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll

Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy

naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2

av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock

inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)

3 SPECIELLA A TGAumlRDER

Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-

sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna

saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning

av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar

Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles

21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m

area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr

0

13 m

i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )

1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2

Krlm vaumlg (2 filig)

6000 ----------~--------~-------lt~

Beteckningar

Betongpalar

Traumlparinglar h =3m6

1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS

0 5 10 Paringllaumlngd

15 m

Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor

25 x 25 6- 91

05 xo5

cm 40 - kr lm 14-18- krlm

m-12x12 m 60-150- kr lm

Slaumlntlutning 1 15

Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning

18

intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara

foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy

ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy

lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy

ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan

olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong

Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida

och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under

faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd

av 3-4 m

Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls

lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr

belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy

korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy

laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas

I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive

aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras

paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks

Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15

Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning

Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy

dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev

torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst

kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)

Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla

jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till

en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda

aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng

Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy

ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa

betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas

ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt

avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy

paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy

neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna

fraringn leran

19

4 SAMMANFATTNING

Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -

visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i

saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare

lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga

kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex

urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2

leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy

maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5

m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora

De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs

vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy

pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy

sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt

loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder

(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy

paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och

bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy

roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning

av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)

Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager

och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra

platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex

nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy

tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)

specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy

lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy

ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-

der

Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av

de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans

etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder

vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej

staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy

tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy

gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer

under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5

Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg

6000 ----------------------------~

5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning

4000

Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen

3000

Bankparinglning P8respsl 6

2000 11 Lecabank

1000 Vertik ldraumlnering

0 0 5 10 15m

Anm 1 2

h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer

Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd

Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)

20

Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand

teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy

nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare

optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt

att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan

geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan

Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy

straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet

detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda

Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy

tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av

arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy

platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och

praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas

SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND

UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA

av

Bengt Broms amp Olle Orrje

INLEDNING

Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar

som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy

fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy

materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy

ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta

stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr

en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i

maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy

tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn

Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy

nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal

riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy

skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy

en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy

tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori

fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy

rets tjocklek

I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy

raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy

lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy

svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy

foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy

retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet

Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy

sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy

arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i

en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd

foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen

BESKRIVNING AV BYGGNAD

Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka

40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr

2

uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock

fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande

Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy

de lerlagrets tjocklek

JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA

De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln

lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy

graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy

rat friktionsmaterial

Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i

fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk

dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt

med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr

gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten

foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid

gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten

bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy

ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy

lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande

lerlagret

God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-

graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett

par procent

Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats

ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som

foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har

aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet

T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1

foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller

auml = Tfu 045 WLvo

Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att

Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp

V m V lftu Mpm2 trrf

r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V

1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21

bull 162 69 66 67 26

151 93 71 78 30 -5

Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30

154 90 72 76 29 Graring till

-10 brungraring 157 87 71 72 27

lera 160 71 67 70 26

169 58 55 56 22

-15 _

11 176 51 l8 l9 19

----rc

gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal

wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns

Fig l Jorddata

3

de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och

Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot

stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy

dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner

till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy

under aumlr skillnaden liten

SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING

Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en

paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy

staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy

boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy

sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna

har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna

paringboumlrjades uppskattas till 2 cm

Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och

lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka

kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy

ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var

1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom

2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy

den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk

21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som

beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation

Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy

des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy

skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy

modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy

der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy

liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den

ekvivalenta elasticitetsmodulen

I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy

maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm

1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls

vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas

Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv

3 2 1 0 2345678 9 10 11 1

plusmn0

bull

)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck

~ nt Honsbo (1957 I

~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)

Effektivt oumlvershy logringstryck

Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it

-15

Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande

4

Skikt

l

2

3

4

5 6

saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en

saumlttning av 511 a 518 cm

Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm

300 70 23 14 1440

300 100 38 14 1360

300 110 56 14 940

300 120 73 14 905

300 70 94 14 425

Primaumlrsaumlttning 5070

Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning

Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med

den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm

I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt

Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta

saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy

ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm

Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda

paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm

Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy

nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig

draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy

deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V

ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det

beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning

visas i fig 3

Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad

saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy

got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var

den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy

den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter

--

I

Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100

0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1

--

2 Uppmaumltt saumlttning

u6

Beraumlknad saumlttning8

5 10 Cl C C

12 o ()

1l

16

U= konsolideringsgrad

18

20

Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning

5

byggnadens uppfoumlrande

P0RTRYCKSMAumlTNING

Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes

med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika

nivaringer i lerlagret

De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy

grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid

samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att

portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy

nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy

ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker

snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy

der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga

uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits

vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy

liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy

trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are

antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning

eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas

SAMMANFATTNING

De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring

normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade

enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls

med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt

4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr

jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy

djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En

ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir

relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse

mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy

derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm

6

Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande

som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God

oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna

De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden

var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy

grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd

kompression (Bjerrum 1967)

Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form

av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels

paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy

liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy

der hela byggnaden

7

REFERENSER

llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger

av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges

Geoteknlske Institutt

BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy

consolidated Marine Clays as Related to Settlements of

Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118

CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy

tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern

Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64

CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test

J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5

p 87-102

HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the

Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot

Inst Proc No 14 Stockholm

KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy

surement in Field Investigations R Swed Geot Inst

Proc No 13 Stockholm

LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy

raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund

Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967

Stockholm

STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute

SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER

t Reprints and preliminary reports

) Pris kr (Sw ers)No

Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print

2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom

3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I

1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau

2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad

3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius

4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau

4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il

Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson

5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-

6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-

1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman

2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar

3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running

Water S Andersson

4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom

) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-

1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog

2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart

8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman

9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-

1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar

2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar

3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga

10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-

1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian

2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama

11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-

12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-

13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-

14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-

15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch

) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-

bull ]

I

Pris kr No (Sw ers

17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-

1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin

2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers

3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman

4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius

5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner

6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms

18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-

19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-

20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966

1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms

2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms

21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-

1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch

2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom

3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch

22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-

1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson

2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms

3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms

4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms

23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967

1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink

2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch

3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg

24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-

25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls

1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms

2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms

3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman

26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -

Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968

1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms

2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm

3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje

Page 16: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 17: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 18: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 19: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 20: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 21: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 22: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 23: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 24: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 25: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 26: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 27: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 28: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 29: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 30: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 31: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 32: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 33: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 34: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 35: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 36: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 37: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 38: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 39: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 40: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 41: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 42: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 43: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 44: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 45: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 46: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 47: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 48: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 49: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 50: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 51: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 52: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 53: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 54: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 55: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 56: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 57: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 58: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 59: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 60: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 61: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 62: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 63: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 64: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 65: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 66: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 67: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 68: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 69: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 70: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 71: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 72: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 73: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 74: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 75: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 76: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 77: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 78: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 79: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 80: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar
Page 81: STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT - DiVA portal1300020/FULLTEXT01.pdfFredrag vid Nordiska Vägtekniska Frbundets konferens i Voksenåsen, Oslo 25-26 mars 1968 1. Geotekniska underskningar