Grunnforsterkning - Jetpeler november 2012 Rica Park Hotel Sandefjord

Transkript

1 Grunnforsterkning - Jetpeler november 2012 Rica Park Hotel Sandefjord Siv.ing. geoteknikk Knut Erik Lier kelier@jetgrunn.no Jetgrunn AS w w w. j et g r u n n. n o

2 Innhold 1. Utvikling av metoden 2. Ulike varianter 3. Eksempler på bruk 4. Regelverk (gjeldende standarder, etc.) 5. Muligheter og begrensninger 6. Kvalitetskontroll 2

3 1. Utvikling av metoden Hva er jetpeler? En roterende høytrykks væskestråle eroderer ned jordstrukturen Sement og vann blandes inn slik at man øker fastheten i jordmassene 3

4 1. Utvikling av metoden Historikk Det har lenge vært kjent at høytrykks vannstråler kan skjære/erodere gjennom harde materialer På slutten av 1960-tallet startet man i Japan og Sovjet undersøkelser hvorvidt disse egenskapene kunne benyttes innenfor bygge- og anleggsnæringen Jetpelteknikken ble utviklet i Japan på 1970-tallet I Norge startet man utvikling av metoden tidlig på 1980-tallet 4

5 1. Utvikling av metoden Utvikling i Norge I Norge startet Jetgrunn sin virksomhet i

6 6

7 1. Utvikling av metoden Utvikling i Norge Jetgrunn drev de første årene bare med forskning og utvikling Utviklet en ny metode hvor jordmassene erstattes med fabrikkbetong (EC1-metoden) Første større prosjekt var Eidangerprosjektet i 1991 (fullskala FOU-prosjekt, J2- metoden) 7

8 1. Utvikling av metoden Utvikling i Norge Leirsund 1994 (fullskala FOU-prosjekt, EC1-metoden) På 1990-tallet ble det utviklet en metode for å verifisere geometrien til jetpelen. Det ble benyttet akustiske sensorer for å verifisere kontakt mellom jetpel og nabokonstruksjoner eller nabopeler 8

9 2. Ulike varianter Jetpelteknologien kan deles inn i to hovedretninger: EC1-metoden: peler masseutskiftes med fabrikkbetong J2-metoden: «geobetongpeler», sement og vann blandes med stedlige masser 9

10 2. Ulike varianter EC1-metoden: EC1-peler benyttes hovedsakelig i leire og steinfyllinger I tillegg til borstrengen med monitor føres det ned et støperør, støperøret føres ned i ytre del av pelen Det eroderes med vann Fabrikkbetong føres ned i støprerøret og arbeidene utføres som en undervannstøp Trykkfasthet > 45 MPa 10

11 2. Ulike varianter J2-metoden: J2-peler kan etableres i alle typer masser Borstreng med monitor føres ned til uk pel Det eroderes med vann eller grout Grout blandes med stedlige masser. Fasthet kan kontrolleres basert på stedlige masser og parametre som anvendes 11

12 12

13 2. Ulike varianter Verdier for J2- og EC1-metoden i ulike jordarter Geobetongpeler (J2) In-situ betongutsøpte jetpeler (EC1) Jordart Diameter [m] Trykkfasthet [MPa] Permeabilitet [m/s] Diameter [m] Trykkfasthet [MPa] Permeabilitet [m/s] Leire > Sand > > Grus > N/A N/A N/A Morene N/A N/A N/A Steinfylling >

14 3. Eksempler på bruk Refundamentering Refundamentere bygg som har fått setninger eller som skal pålastes Jetpelene føres enten til berg, eller ned på faste masser Elektrisk rigg som kan jobbe innvendig 14

15 3. Eksempler på bruk Refundamentering Jetpelene etableres inn under eksisterende fundament 15

16 3. Eksempler på bruk Refundamentering Det oppnås meget god kontakt mellom ok pel og uk eksisterende fundament Seksjonsvis etablering og god kontakt mellom jetpel og fundament gir ubetydelige setninger 16

17 3. Eksempler på bruk Refundamentering Jetstrålen kan bryte ned treverk 17

18 3. Eksempler på bruk Kombinert refundamentering og sikringskonstruksjon Når det skal graves inn mot eksisterende bygg som er fundamentert direkte kan jetpeler fungere både som refundamentering og sikringskonstruksjon Denne løsningen gir normalt ingen, eller ubetydelige setninger på eksisterende bebyggelse Massiv jetpelkonstruksjon i kombinasjon med laster fra eksisterende bygg gjør at man ofte kan unngå ytterligere avstivning Ofte kan deler av jetpelkonstruksjonen, den delen som stikker på utsiden av eksisterende fundament, fjernes. Nybygg kan således komme tett inn mot eksisterende konstruksjoner 18

19 3. Eksempler på bruk Kombinert refundamentering og sikringskonstruksjon 19

20 3. Eksempler på bruk Kombinert refundamentering og sikringskonstruksjon 20

21 3. Eksempler på bruk Fundamentering av nye konstruksjoner Normalt er ikke jetpeler konkurransedyktig i forbindelse med fundamentering av nye konstruksjoner I noen tilfeller hvor det er vanskelige grunnforhold kan imidlertid jetpeler være et alternativ I. Når berg ligger dypt - Det kan etableres en stor bunnpel og en mindre pel som går opp til konstruksjonen II. Når det ligger et kulturlag som skal bevares for ettertiden i grunnen - Riksantikvaren har gitt aksept for å etablere foringsrør gjennom kulturlag. Under foringsrøret etableres jetpeler med stor diameter III. Når det er mye treverk i grunnen - Jetpeler kan etableres gjennom treverk 21

22 3. Eksempler på bruk Fundamentering av nye konstruksjoner 22

23 3. Eksempler på bruk Avstivning under gravenivå Ved dype utgravinger kan jetpeler benyttes for avstivning av spuntvegger under graveplanum. Ved å etablere avstivningen før utgraving igangsettes, reduseres deformasjonene på spunten betydelig. Det oppnås meget god kontakt mellom jetpeler og spuntvegger slik at det ikke må deformasjoner til for å mobilisere jetpelkonstruksjonen Høy fasthet i jetpelene medfører at konstruksjonen kan utføres som ribber (laster, fare for bunnoppressing, vanntetting etc. må vurderes) 23

24 3. Eksempler på bruk Avstivning under gravenivå 24

25 3. Eksempler på bruk Avstivning under gravenivå 25

26 3. Eksempler på bruk Avstivning under gravenivå 26

27 3. Eksempler på bruk Dype sjakter Utgraving av dype sjakter kan sikres med jetpeler Ved å etablere en sirkulær konstruksjon kan man unngå strekk i pelene Normalt ikke behov for innvendig avstivning 27

28 3. Eksempler på bruk Tetningsskjerm For å hindre lekkasjer fra avfallsfyllinger kan jetpeler benyttes til å lage en tetningsskjerm Jetpelene etableres ned i tette masser eller mot berg På tilsvarende måte benyttes jetpeler for å tette under spuntvegger for å hindre innlekkasje av vann ved dype utgravinger under grunnvannstanden 28

29 3. Eksempler på bruk Krysning av veg og bane Jetpeler kan anvendes i forbindelse med krysning under eksisterende veg og baner Jetpeler fungerer både som fundament og sikringskonstruksjon ved utgraving Jetpelene etableres mens det fortsatt er drift på eksisterende anlegg Brokonstruksjonene kan prefabrikkeres for å korte ned tiden hvor vei/bane må holdes stengt Når trafikken er ført over på ny bro, graves det ut for undergang. 29

30 3. Eksempler på bruk Krysning av veg og bane 30

31 3. Eksempler på bruk Tunneler og kulverter Jetpeler kan benyttes til å lage tunneler og kulverter som graves ut og eventuelt wireskjæres i etterkant Krav som kan settes: vanntett, minimalt med rystelser, vibrasjoner, setninger og deformasjoner 31

32 3. Eksempler på bruk Tunneler og kulverter 32

33 4. Regelverk (gjeldende standarder etc.) Det er utarbeidet en utførelsesstandard for jetinjisering; NS-EN 12716:2001, Utførelse av spesielle geotekniske arbeider. Jetinjisering. Jetpeler har egne poster i beskrivelsesstandarden NS3420-GK Jetpeler er beskrevet i Peleveiledningen 33

34 5. Muligheter og begrensninger Jetpelens fordeler Jetpeler kan etableres i alle jordarter Fastheten i pelen tilpasses, det kan etableres peler med høy fastet (over 45 MPa) Jetpeler kan etableres under bestående konstruksjoner og i trange rom. Dette er gunstig mhp. eksentrisiteter, samt at dette er gunstig mhp. utnyttelse av plassen til siden for pelen Man oppnår meget god kontakt mot nabopel/nabokonstruksjoner, og det er ikke behov for deformasjoner for å mobilisere. Dette gir normalt kun ubetydelige setninger ved f.eks. refundamentering 34

35 5. Muligheter og begrensninger Jetpelens fordeler Metoden gir tilnærmet ingen vibrasjoner eller rystelser Det er lite støy knyttet til etablering av jetpeler Ved produksjon av jetpeler kan treverk eroderes slik at treverket fjernes (forutstetter at man vet hvor treverket ligger) Jetpelene er fleksible. De kan utføres mellom på forhånd bestemte nivåer eller tilpasses på plassen, samt at dimensjon kan reguleres 35

36 5. Muligheter og begrensninger Ulemper med metoden Store slammengder som må tas hånd om Mye utstyr, som medfører at tilriggingskostnadene blir relativt høye Kostnadene er relativt høye (enhetsprisen har ikke økt siste 10 år). Benyttes derfor mest under vanskelige forhold, eller når jetpelene kan erstatte flere arbeidsoperasjoner (f.eks. refundamentering og sikringskonstruksjon i en operasjon) 36

37 6. Kvalitetskontroll Fasthet Det støpes betongterninger av returmaterialet som kommer opp ved produksjon Returmaterialet vil ha en lavere fasthet da det inneholder mer finstoff enn hva som blir igjen i pelen Erfaringer viser ca. 8-10% redusert fasthet i leire og ca % i sand/grus For å finne eksakt fasthet bores det ut kjerner av den etablerte jetpelen 37

38 6. Kvalitetskontroll Kontroll av pelelengde Pelelengden defineres av start- og stoppunktene for produksjonen, dette kommer frem av pelerapportene 38

39 6. Kvalitetskontroll Kontroll av pelediameter Skal det lages en tett vegg av jetpeler er man avhengig av god kontroll på pelens diameter og overlapp Dette sjekkes ved hjelp av akustiske målinger: I. Etter at primærpel er produsert settes sensorer ned sentralt i pelen II. Når sekundærpelen produseres vil de akustiske signalene genereres III. I det erosjonsstrålen treffer primærpelen vil man få en markant økning i signalnivået, og man vet at man har oppnådd god fysisk kontakt mellom pelene 39

40 6. Kvalitetskontroll Kontroll av pelediameter ved hjelp av akustiske målinger 40

41 Trykk [bar] 6. Kvalitetskontroll Kontroll av differensialtrykk Kontrolleres for å hindre oppbygging av trykk under betonggulv Differensialtrykksensorer kobles opp mot PC og borerigg og gir en alarm hvis verdiene overstiger en gitt grense 0.16 Differentialtrykksmålinger P1 P2 P3 P :30 09:00 12:30 16:00 19:30 23:00 02:30 06: Tid 41

42 w w w. j et g r u n n. n o Takk for meg!