Nye løsninger for bygging i kvikkleire Anders Beitnes 10.06.2014
Temaer for innlegget Hva er kvikkleire? Bruddmekanismer Områdestabilitet Viktige funksjonskrav ved bygging på og i kvikkleire Grunnforsterkning med kalk-sement Byggegropsvegger Noen tanker om helt nye metoder 10.06.2014
Kvikkleire det er fali det Marin leire avsatt i rolig, salt sjø etter siste istid, har høyt vanninnhold pga salt-ioner i det adsorptive vannet Etter landhevingen, særlig langs fjellskråninger har det oppstått gjennomstrømming av ferskt vann Saltionene er fjernet, men vannmolekylene utgjør fortsatt en is-lignende struktur og leirpartiklene blir et skjørt korthus. Omrørt blir leira flytende 10.06.2014
Bruddmekanismer Sterke vibrasjoner som forplanter seg gjennom leirvolumet ut mot en fri kant, kan destabilisere hele volumet (typisk: sprengning i berget innenfor) Overbelastning av skjærstyrken i nerkant av et leirvolum, kan medføre at et lag blir flytende lokalt, og det utvikler seg meget raskt et progressivt skred bakover i vifteform (typisk: graving i en bekk nedenfor et platå) Lokal omrøring og bortrenning medfører overbelastning av omkringliggende volum og bruddet kommer ut av kontroll (typisk: innstrømming inn i byggegrop som ikke er tett) Ren overbelastning i skrånende terreng Kvikkleira har også et potensial for store setninger ved konsolidering (uten at den går i brudd) pga det høye vanninnholdet 10.06.2014
Områdestabilitet I dag er det innført forskrift som krever at før utbygging i områder med kvikkleiere skal det klarlegges hvilken sikkerhet man har mot kvikkleirebrudd og hvis dener for lav, skal det gjennomføres tiltak som sikrer stabiliteten i av hele kvikkleireforekomsten. NVE har et nasjonalt ansvar og de har egne eksperter som uøver kontroll 10.06.2014
Funksjonskrav til byggegrop Tett, det må ikke forekomme reduksjon av porevannstrykk Tett, brudd kan utvikles «gjennom et kvisthull» Sterk, ulykkeslast er ca 2 ggr vanntrykk Stiv, helst helt uten deformasjoner Etableres uten omrøring utenfor Åpen bunn kan rebelastes opp til førtilstanden (der en kan utnytte evt. overkonsolidering) Overgangen til berg en spesiell utfordring Det bør (skal) ikke settes stag gjennom kvikkleire 10.06.2014
Grunnforsterkning Det ideelle er å omskape gravevolumet til et håndterbart materiale før det skal graves ut Omkringliggende kvikkleire kan også noen ganger med fordel stabiliseres ved grunnforsterkning 10.06.2014
10.06.2014 Kvikkleira på Møllenberg
Metoder ikke helt nye, men Rørspunt har vært en suksess, men 1) viktige elementer i metoden ble utviklet for de stedlige forholdene etter prøving og feiling 2) under andre forhold og for andre formål kan andre metoder være mer riktig Kalk-semetinnblanding ser ut til å være spesielt effektivt i kvikkleire, med betydelig lavere innblandingsforhold enn «læreboka» Rask re-belastning (få timer) kan gjøre det overflødig å forsterke kvikkleira under et fundament 10.06.2014
For å gjøre leira fastere der det behøves i bunnen under utgravingen og der det skal graves, blandes det inn kalk og sement Forsøk gjennomført des.-09 med ulike innblandingsmengder Utført >210 000 m! Svært godt resultat med fasthet > 300 kpa ved 30 kg/m3 Kalk/sement-peling
Kvikkleirebrudd før vi fikk KC-stabilisert
Rørspunt med en ny metode På hele indre sone, settes byggegropas vegger ned på fjell Denne overgangen må være sterk og tett, da det skal sprenges ut skjæring like innenfor og 2 tunneler innunder Spuntrørene er boret ned ca 1,5 m i berget og det er støpt ut en rotfylling av betong Ved hjelp av kransborkrone (som forsakes for hvert rør) blir det plass til at de tette spuntlåsene også blir ført ned i berget og støpt inn. Så injiseres berget under veggene Tetthetsprøving av hele bingen før vi kunne begynne å grave!
Rørspuntforsøk Bilder: Torgeir Jensen, SINTEF
Rørspunt ringborkrone og borhode Bajonettinngrep 14
Rørspunting fra september 2010 15
Rørspunting.. 16
Avbyggingssekvenser sone 4 Elementene er forbundet: Rotasjon tillates Innbyrdes setning tillates ikke Medfører overføring av STORE krefter
Grunnvannskontroll et byggherreansvar
Noen tanker om helt nye metoder Byggegropsvegger = permanente vegger: Prefabrikkerte slissevegger/paneler som settes ned med kontrollert graving med skovler i gjennomgående kanaler; utnytter kvikkleiras egenskaper, stabiliseres med KS i endelig posisjon Doble/tredoble KS-peler som enkel byggegropsvegg (innvendig avstiving og kort åpentid) 10.06.2014