E JANÐARDENS ]NNTISLD OG BJUK TII., -INGENIøRCEOLOGISK PROSJIÌK]II.]ftIIÍQ av gëo-ingeniør Ari ld Pal.mstrørn, Ingeniør A. B, Berdal A/S 1 Innledning Fa$et inéleniørgeologi eller bergteknikk er vesentlie! utviklc:t, i løpet av de siste 40 år, og må derfor sies å være et relativt nytt fagfelt Norge. Med det store omfang av fjellarbeider sorn har foreeíått' i løpet av denne tiden, har fa fet etter hverb f;.tt en sentral plass i anleggsvirksornheten. EndeÌ garvede anleggsfolk vil ve1 fremdeles hevde at ingeniøreieologi er noe en idag som tidligere kan klare see! Éfoclt r.rten. Det er jo byglget en mengde anle lg uten at geologiien har vært noe prokrlern. Andre har imirllertid litt mer nyanserte erfaringer. Hvor manéfe anl-egg har ikke hatt store "Eleolog!iske" overraskelser og overskrictelser av budsjetter der f jellet har fått skyl,1en fcr dette, mens man lelful1e grunnunclersøkejser og vurderingfer var årsaken. Prof. Rolf sermer-olsens har gjennom sine mange "utryknin ler" til anleëfe! med problemer vist at ingeniøreieologiske rå.d ofte har vært av uvtrrderlig betydninéf " 2 Ïnùensjonene med en geoteknisk standard for ingeni.ørcleoloélisk pros jekterinél- Ingeniør$eologisk rådgivnin l benyttes imidlertid íkke bare for fl Løse prekære problemer som en står opp i, men også for å unngå muli ie problemer som vi1 kunne ínntre. Videre anvendes ingeniør_ Éleo1oÉliske vurderinger for å optimalisere anleggsl,ekniske 1øsninger samt å kunne få tidlig svar på. gjennornførbarheten fr:r pros-. jekter på et tidlig stadium. Både ornfang og måter å utføre inéfeniørgeologislc prosjektering Få varierer sterkt hos de forskjellige prosjekterende. Mye av dett,e beror på clette fagets spesielle.forhold med de manéle varias joner det er a\ de ulike bergartsparanetre som inn6får, samtidig som disse Farametre oftest er svært vanskelige å måle. Inter sjonene med den nye standard NS 3480 for geoteknisk prosjekteríng er clerfor blant annet å bidra til mer ensartet utførelse av den ingeniørgeolobiske prosjekterinéfen. samtidig skar den i sterkere g'rad sikre god økc,nomi og redusere omfang av skader og uforut,- sette grunnforhold. 3 Hvilke områd.er dekker standartl NS 34BO for gfeoteknisk pros jekteringt? Et første øyehast på standarden NS 3480, kan gi inntrykk av crh clen hoveclsaklig er utarbeideè for å dekke fagfeltet "geoteknil:i.." i betydningen jorelteknikk. Dette er ikke tilfelle. Prosjektering inner f aelf eltet ingeniørgeologi el1er beréfteknikk er relativt bra dekkeb, selv orn knnskje berg'mas:ier stedvis er behandlet minclr'= omfattende.
I d'=t félgerrde skal vi se lítt nærmere på hva den NS 34BO vil. f ì. å si for fremtidig prosjektering innen bergteknikk. Innledningsvis forteller standarden i kap. t hva dens formål og brrlitsområdr,,- er. Dens relasjon til bergteknikk er nærmere avmerket i utsnittet under: I FoRwrÅl oc sruxsor,nâne Standarden gir regler for prosjektering av geotekniske arbeider og omfatter både midlerticlige og permanente konstruksjoner og sikringstiltak. Med geoteknisk arbeid menes i denne standard ethvert arbeid på et byggeobjekt hvor geologiske forhold er av bebydning, hva enèen disse forhold er knyttet til løsmasser (jord), berg eller grunnvann. ceoteknisk prosjektering utføres blant annet i forbindelse med slike arbeider som i NS 3420 er beskrevet under følgende kap i t 1-er: F Løsmasser (markrydding, rensk, masseflytting, graving, massetrânsport, utlegging, komprímering av fylling) -.. c FjeII (sprengning, tunneler, sjakter og bergrom, ----? injisering, isolerinq, sikring, hullboring, bolter) H Konstruksjoner i grunnen (râmmeile Pæler, sjaktpæler, borede pæier, spuntvegger, forankring, avstfvning, stabilisering, grøfter, vann- og avløpsanlegg i grunnen, drenering, diverse konstruksjoner i grunnen) L Betongkonstruksjoner (massive konstruksjoner, fundamenter ) Som det fremgår er det hoved.saklig kapitlene G og K i NS 3420 som er knyttet ti1 bergmekanikk. Prosjekbering innen disse områdënè er vanligvis knyttet ti1 følgende hovedtyper av anleggsvirksomhet: A. ANLEGG PÄ BERG_OVERFLATEN -sk jærinéler -fundamenter for a) byelnineier b) dammer B. ANLEGG UNDER BERG_OVERFLATEN -elrunne bergrom,/tunne I er -dypti iggende t;eîg,rom/ tunneier -undersiøíske tunneler C. SI(RED- OG RASSTI(RING (PA OVERFLATEN)
4 Hva er spesielt ved berefteknisk prosjekterinef? En viktig å.rsak t,i} at det er vanskelig å utarbeide en standard innen bergteknikk, er som nevnt de mange varias jone r som finnes geologiske materialer. lls 3480 lister innledninélsvis opp en clel a.v s ertrekkene i geoteknikk. De viktigste forhold sam Bielder tlergteknikk, er nærmere angitt med pil: 0.2 sært r ekk ved qeo te-k i-s-h--p-ro s'ì ekt e r í nq Vedbrukavbestemmelseneiilennestandardrnådettasibetrat<tning-visse trekk vecl geoteknisk Prosjektering som skiller den fra ut'n"" ptosiektering' oisse er blant annet: ' Jord- og bergarter fremviser større uensartethet og en r' '>\:- iã"ät i materialegenskaper enn hva.' kr"iiiõ:e."r.sti1te "Ëøi.ã-*'ãtiasjott inaterialer som Àtå1 og betong 9jør. ' vurclering av georogisk og annen- bakgrunnsinformasjon er en '\"ixiiõ-ããr-av-seotékniskprosjekterins'-sammenmed ' 7' ;;' ;;í";-f"ã lísnenae bvsqverk under tilsvarende grunnforholcl'.be]iggenhetavgrensenemelloniulikejordarterogmellom -:. jord og berg, samt teiiengntvåer oq variasjoner. i fri annstánd, grunnvannstantl o9 poretrykk' er av stor betydning ' ' Et bvssverk kan bti skadet av deformasjon:i i,g:ulml'- setv-óñr brudil eller forstyrrelse av grunnen lkhe oppscar. Setninger kan Pågå over årtier". Prøving av fullskala-elementer' som Pæler og forankringer' praksis ve'l geotekniske arbeíder' "i-"""íiq. I noen tilfeller er det teknisk og økonomisk fordelaktlg å :.:--i ;";; -t"-;b;ãi"asjonsmetoden i prosjekterinsen' dvs' at.;;å;ã;.ãt;l-eiãiniirt' pårørils av laster o'a' ejøres ã"'mãtinget os iakttaselser på bveseplassen' ";;;;;i; For trergteknisk prosjektering vil norrnalt bergnassens Parametre s!.,jematisk angitt tíi venstre i fig. A, bli undersrãkt, vurderl oéì ãi*grr*t for ãe typer av anleggsvirksomhet angitt i underst i fic. A. En oversikt over beréltekniske undersøkelser og ru,õpott.er,/vurd.eringer for et f jellanlegéf er vist trå neste side' BIR6ART BER6MASSE OPPSPREKNINE TUNNEL BER6ROM SJAKT SKJÆRlNG FULLPROFIL- BORIN6IITBM} FRESIN6 SALV E- SPREN6ING SllàtLlT T ril(rtne NN0RIFT EORBARBET BRYTNIN6 ÉRÀGH NTERIN6 SPRTNÛBARHET Fig A. Skjernatisk samrnenheng meijçrm berélparametre og områder for b,ergteknisk pros iel<tering.
FASE UNDE RS ØKELSE R/B EFA RII.I GER RAPPORTER/VI.JRDE, RIN GE R z () É ú s Þ Innsanrling, systematisering og opptegning av-eksisterende d ata. Flyfotostudier. Befaring. Feltundersøkelser på eventuelle kritiske partier. Supplerende geologisk kartlegging. FORFROSJEKT DETALJPROSJEKT/.ANBUD Generell geologisk oversikt. Vurdering av grunnforholdene. Vurdering av gjennomfø rb arhet. Anb efalte traseer/plasseringer. Plan for videre undersøkelser og kostnader for disse. Ingeniø rgeologisk oversikt. Ingeniørgeologisk detaljkartlegging. Nødvendige feltunde søkelser (seismikk, kj erneb oring). Laboratorieundersøkelser av materialprøver (borbarhet, svelletest, mekaniske -egenskaper). Teknisk løsning (driftsmetoder, valg av traseer/plasseringer). Beregninger, vurdering av stabilitet, overdekning, lekkasjer/tetthet etc. Antatt sikringsomfang med kostnadsoverslag. Fremdriftsprognose. Anvendelse av sprenstein. I z o Êa I! o z Þ o z ca ú tl H F ljl Befaringer under tunneldriften for anbefaling av: - arbeidssik ins - perrnanent siftring - Iøsninger ved vanikelige grunnforhold. Prøvetaking og lab.tester (svelletester og mekaniske tester). Tunnelkartlegging. Inn^sarnling av driftsresultater o g -erïannger. DETALJERIN G/OPPFØLGING OPPSUMMERING Befaringsrapporter. Prognoser av grunnforhold for gjenstående driving (byggearbeider). Anbefalte metoder for sikrings- og tettingsarbeider. Anbefaling av pennanent sikringsomlang. Beskrivelse for siennomførins av spesiell e sikringïtil tak I k sluttrapport ( av geologfog s Vurdering av prognoser og erfaringer. Fig. I 1.2. Skjematisk oversikt over ingeniørgeologiske undersøkelser og utvikling av et norsk fiellanlegg. (Fra Norsk Bergmekanikkgruppe: Håndbok i ingeni@rgeologi - berg 1985)
5 Standardens krav til oufanéí av bergteknisk pros jeklerring - Et av de felt hvor jeéf ser en stor forbedring i NS 3480 i forh'rld til dagfens situasjon, er den klare angivelse stanclarden gir for omfanéleù av prosjekteringen for de områder sonl er omtalt- under: PROSJEKTERINGENS OMFANG Den geoteknisk prosjekterende skal râde oppilragsgiv:l-t:9,. ;;;"y;-iii hviliet ómfans som er fasris os sikkerhetsmessrs forsvarlig ' Àvhengig av prosjektets art, den fase det beeinner seg i' og äå""ãñõj.ra.'tta. á"t"i. med oppilragsgiver' skal geoteknisk prosjektering omfatte en eiler flere av følgende arbeidsoppgaver meal tilhørende dokumentasjon - å klarlegge aktuelle geotekniske spørsmåi og sørge for at geoteknisk prosjektklasse blir fastlagt - å sørge for at nødvendige grunnlagsdata blir innhentet - å sørge for at løsninger blir vurdert, nødvendige beregninger utført og tegninger og beskrivelser ut a rbeidet - å sørge for at nødvendig kontroll i byggefasen og eventuell oppfølging av Prosjektet blir planlagt - å sørge for kontroll av prosjekteringen I tiltegg til omfanget Élir standarden klare krav til dokumen' tas jon av Élrunnlaélsd,ata og til presentas jorr av disse. OmfangeU av elrunnqndersøkelser og; vurdering' av disse er bestemt av hvil!:.err prosjekteringsklasse Frosjektet faller innunder. Dette fremëfå.r av tabell 1 i kap. 6 i stanclarden. TabelI I Geoteknisk prosjektklasse avhengig av skadekonsekvensklasse og vanskelighetsqracl Vônskel ghetsg rad Lav Midile 1s Høy S kailekonsekvensklass Mindre alvorlig AlvorIig Meget alvorlig 1 I 2 L 2 2 2 2? En høyere geoteknisk prosjektklasse 6kaI medføre økt innsats ved: - fremskaffelse av grunnlagsdata (punkt 7) - Prosjektering (Punkt 8) og er bestemmencle for omfang av: - kontroll av geotekniske arbeider i byggefasen (punkt 8. s) - prosjekteringskontroll (punkt 9)
6 Standardens krav t;il konüroli. Ut fra de beskrivelser og def inisjoner av vanskelighetselracl GrJ skadekonsekr enser som er gitt i standarden, vil det oftest være Breit å finne fram til hvilken prosiektklasse det enkelte proslekt fal1er inn und.er. For beréfteknisk prosiektering vil clel som Àevnt tidliélere oftest være usikkerheten i grunnforholdene cìêf dermed en rel.ativt høy vanskelighetsgrad som vi1 innvirl'e på hvilken prosiektklasse som eiielder. Av 4en Élrunn vil flesle anlegg,rád.". overf l-aten fal1e i prosiektklasse 2, mens anlegd på overilaten ofte vil komme i prosiektklasse 1. Unntatt er untler- " j"i=tou tunnelanlegfg oél (hvel-v)dammer der de store konsekvelrser rðilvurcleringer vil-tuãrre gi, bety at en de1 av disse arrl'eéiel r:fle vi1 komme i en høyere Frosiektklasse, som vist under' --pr.oç-.1-ç}i-tlj-e'sri'j ANLETìG PÃ BERG-OVERFLATEN -skiærinéler -fundamenter for a) b) bygninger dammer 1 1?. (1) 2 (3) (iì) e A}ILEGG UNDER BERG-OVERFLATEI'T -Elrunr e bergrom,/tunnel er -dypt t iggenrle lrergrom/tunne I er -unders jøiske tunnef er 1 (1) (1) r) L (3) J 3_ SKRED- OG RASSIKRING (PA OVERFLATEN) (1) ( ) sjeldent forekornmende, mest vanl iel f orelic,rnrne rde Tabell B. Itrormale Frosiehtklasser for ulike bergteknishe pros,' jekter. som det fremgår. av stanclarclen:; tabe1l 1 for bestemmelse av prîosjektl1}asse, vil prosjektklassen blant annet- innvirke pä. ãmfu,ãg*t av kontroll såvel uncler LryËlÉind som uncler I]roL; jckterinã.en. De kc ntroi Irr;tiner som er aktuel le, f remgår av standardens tabeil 2 og 3 samt av pkt. 5,6 som vist på neste s ide:
8,5.2 Kontroll i bygqefasen Kontrollen i byqgefasen skal normalt økes med høyere gããi"k"i.sx p.oêjéxtxrusse. I tabeil 2 gis anvisning for Éã"èåtreLtene i-den byggeplasskontroll som skal planlegqes' TabelI 2, Oßfang av kontroll i byggefasen, avhengig av geoteknisk Pros j el<tklasse Geotekni s k prosjektklas se Kontroll i byggefasen KontroII av at forholdene på byggeplassen stemmer måã -pros j el*teringsf orutsetñingene' Enkel skr i f t I i g rapporteiing. Kontroll av at torholdene pä byggeplassen stcmrner med prosjekteringsforutsetningene. Tilsyn ved utpekt,e personer under viktige faser.av arbeidet' ãõ' eventueft instrumenteríng av.særiig-viktige xónstruxsjonsdeler eiler opèrasjoner' Regelmessig skrif tlig rapportering. KONTROLL ÀV PROSJEKTERINGEN KontroIl av prosjekteringen skal omfatte forutseèninger, prinsipper og dimensjonering. Det skal kontrolleres at de ãnvenaèã empíriske dãta og iegnemoderler er-påritelige og at statisk Iikèvekt og forutsatt sikkerhetsnivå er til stede' Kontrollen kan også omfatte mer detaljerte forhold i den grad de har betydning for sikkerheh og økonomi, etter oppdragsgivers ønske ' Omfanget av prosjekteringskontrollen skal sees i forhold til geoteknisk prosjektklasse, som vist I tabell 3. TabelI 3. Omfang av prosjekterinqskontroll geoteknisk Pros j ektklasse avhengig av ceotekni s k prosj ektklasse Kontroll av prosjekteringen Enkel kontroll. Kontrollen utføres av den person som har utført prosjekteringen. vanlig kontroll. Kontrollen utføres av en annen geoteinisk kyndig person enn den som har utført prosjekteringen. Skjerpeb kontroli. I tilìegg tii vanlig kontroll utiørãs kontroll av en person erler organisasjon som er uavhengig av den geoteknisk Prosjêkterende. Kontroll av prosiekterlnoen Kontrollen av prosjekteringen skal den som har utført kontrollen. dokumenteres og signeres av
Som nevnt tid.ligere fal1er de f leste pros jetr<tene i beréltelinikl'- inn under klas=à Z. Dette innebærer for de fleste prosiek er og anlegg en mer c,mfattende oppfølgj.ng/kantroll enrt hva sonr er lilfelle idaé. TStandard.enskravtilclokumenùasjonavbere$ningerog dimens jonerinéí- Den sannsynligvis største forandrinél for berelteknisk prosjek- Lrri"C etter ã.ã.ry. standarden vil være oppfvllelsen av de -'rat' den stiller tii ciol,umentas jon av d.imensionering og beregitri nêi i pkt. 5.3, som vist under: 5.3 p:lge g lonerinq oo tre -gg-ê.i-ng Destilteforutsetningerogantagelser.skalangis.Beregeãr", stik at ett annèn kvalifisert person kan "i"qã.-rkul- forstå dem. For beregningsmåter som ikke er atrninnelig kjent, skal det ãppsi. kildei, eventuelt utledes formler, så langt at rixèiqnete.t kan kontrolleres' For anvendte datamaskinprogrammer skal ctet foreliqge bruks- "tliitãi"à-"ãã-i"a"gl ø' to:- anvendte metoder' restriksjoner',tp.ãring, innlesning av data og resultatutskrifter. Ved bruk av ernpirisk grunnlag skal kilcler oppgls' I standardens kap. B giis nærmere retningslinjer til prosiekterinêen. Det mãste áv det som omtales her angående arralyser o9 beregnineiertpkt'4. )gjeld'erjordteknikk,mendetmåforstfies stik at d.et som er r:mtalt om bestemmel-se av karakteristiske pãrã*rt"e (pk-'. B. 1) opl dimensioneriné! (pkt. B. 2 ) ogsã' É jel cler f r)r' be réiteì<n ikk. o 8.1 PROSJEKTERING Bestemmelse av karakteristiske Darametere ResultaLene av geotekniske felt- og laboratorieundersøkelser skal vu ileres med nãn"vn til påiitelighet og eventuelt xâirrå.tåt-i-hennold tir anerkjente metoder' Karakteristiske styrke- og deforrnasjonsoarametere for jord og berg skat besremmes äiix-år-åët et iit"ñ sannsynlighet for at uqunstigere materralã iãtàko**"t í et omfang av betydning for ä ;'-;;;Ëi"^ paranetrene skal anvendes for' Ved valg av paranìetere skal det utvises forsiktighet med å utnytte styrke ãi- utinget av atore deforrnasjoner' "o* 8.2 Dimens i oner inq Dimensjonering skal orîfatte spesifikasjon' utforrning og behandling a', materiãiãi og xãnstruksjonselemenber i den hensikt å tilfredssiiiiã í"xtformål' varighet' økonomi os sikkerhet ' Ogsã. utforminél aw tegfninger o$ beskrivelser (pkt' B' 4 visl' på neste sirlel =iiite. ir""ã krav til prosiekteringen enn prak'.;is; er' idaef. I bergteknikk er ò.ef, som nevnt f l-ere ganéier tidliger:e knvtte:t' store us ikk-erh eler /vartske I iefheter t i I måi ingl av de u 1 ik'e paru-' rnelre sorn inngår. bet eksislerer clerfor il':ke ncre m rbenr -rl;'i:;1i ellq:r'' i"ji"f." Ë.Ëã"îÀessi,-rnnlag ve,l dimensjonerinêen, som i dt larre'l fleste t.ilfelleãe-er basért på erfarinbe5' Slike vurderintlc'r' Ûr' av d.e irunn.rárr=t.l.ige å dotumentere, AIIilievel tror i*:8' rt det-r
er fullt mulig å giøre d.isse vurderinêiene på en beclre må.te etrrl idaé slik at an te, kvalifiserte personer lettere kan forstå detn og Ëontrollere dem. En mer utstrakt bruk av Q-systemet f. ells;..rîf bedre dokumentere de stabilitetsvurderinger som ul'føres og samtid ig Éliøre dem Iettere ti lg jenél ige ' 8.4 Teqninqer og- beskrívej'sef De geotekniske 1øsnlngene som-innqår i oppgaven eiier prosjektet,-;;"i-ë;i;;ives ved üiëip t" tþity'os tesninser i nødvendig o.i"tõ iãr utførersen av byggeobjektet' Tegningene og beskrivelsene skal angi: - krav til materialer - krav til utføre1se av byggeobjektet - forutsetninger som skal kontrolleres uncler utførelsen - tilt.ak son den utførende shal forberede dersom kontrollen viser at forholôene avviker fra forutsetningene - særkrav ti1 den utføren'les egen kontroll Tegninger og beskrivelser skal inneholde en oversiktlig fremstilling av ale grunnèotiofa som man må venke å møte under utfø re I sen. I Konklusioner- En sammenr;ti1ling av de viktiefste forholrl ti1 Praksis irlag, er gitt krav standarden stiller i tabellen under' i Pros jekterinej og, oppfølginéf jøres idaef nytt i NS 3480 SkriftI j. i avtale med oppdrasfs$iver om hva Fros jekterin ien skal omfatte Dokumentasion av grunnforholdene i rapportform Angivelse av forutsetninger og antagelser. Presentasjon av beregning'er Presentasion av tegrri néler, beskrivelser o i spesifikas joner I{ontrol l i bydgtefasen oéi oppføl-ging unrfer t rulisti Lstanden Kont.r:oL l av prorì iektr: r i npien relativt vanl iéf vanl ig bare delvis vanl ig l are de lvis bare de Ivis klarere f ornlirl i s ': tl l, Í er f ornlal. il:; er:tves Brr i,1 ig stretlgerr: l:rav rìoe rlc-jr ft-rrmalísert r.ll,vi r.ì ':t s t r-enél c: t: t: Ilrav
l0 Hvilken nytte vil så. byéefherrer og bergteknikere ha av l']s 348Û? som vi har sett i det fore$åend.e Éir standarden klarere o$ tnt:t: entydige formrri.rirrg.r av ãe krav som stil-1es til såve:l bergtekniker som ti] byggherre. Dette vi] blant annet be.l,y: bed.reforståelseavdetomfarréll]rosjekteringeninnebærer' klarereforståelseavhvasomforventesa. trt-førencle bergf tekn iker sikrere kvalitet av prosjekterin$en ved err standarclist-:rl utførelse av: -kontroll av beregninger -kontroll av tltførelse -climens ionerine! og besklrivelser -omfan l av Élrunnundersøkelser -Fresentasion av teeirringer k] arere ansvars forholci Derrne standardisering av såvel ÉrrunnlaÉl som omfang og innsats ãtv bergteknisk prosiektãrinéf, vil bety et skritt mot mer ensai:tt31' utføre1se. Stand.árdiserinÉlen vil som nevnt samtídig gi opfdr' råjs - giver/bv,ggherre en sikrere Elaranti for at bergteknikerer' i 1 i '-lr-t:' ä;"á-o',rliiu.a.ttt erler und'ervurderer sin innsats av pros iekterinéien ' En advarsel tilsluüt: Stand.ar,denE irogsãbvdéherrenetbedregrunn].agforåspesj._ f isere prosiektering som planlegges sendt ut på anbud' Før: byeigherrer besterrn"i seg for *rr-ã1ik fremgfangsmå.te, håper jeg' imidlertid at de tenker seg godt om. - Prosiektet elier anleédet vil lett kunne tape på trå en priskonkurranse pä prosielctering ÍjÇrrr tar sikte pã â avãekée de usikre (grlrnn)forhold sorn lian forekomrne. Et lavt anbud. "itã buãsietter kan Lett førc= f i'l' bet rdslige overraskelser t,ttã"" "å-=trã*me bygeling forcli prisl"onkr-lrransrìn førþe 1-:-]- et utilstrekkliéi omfang av pfrunnrrndersøkelser' og vlrr,1erin5ier. prosiekterinc ;a u.ãu.] kan derved lett. føre tii Ért ottt av sãandardens intens joner faller bort'