Geoteknisk vurdering Rødgata jernbaneundergangg 02 Revisjon Inkludering av laboratorieundersøkelser Revisjonen gjelder 23.01.15 Dato Antall sider: 18 MTVOSL Utarb. av HRJOSL Kontr. av MTVOSL Godkj. av Produsent: Rambøll Norge AS Prosjektnummer: 960267 Bane: Sørlandsbanenn Banestrekning: (Gulskogen) - Hokksund Prod.tegn.nr.: Erstatning for: Erstattet av: Dokument-/tegningsnummer: URO-00-V-0001 Revisjon: 02 FDV-dokument-/tegningsnummer: FDV-rev.:
NOTAT Oppdrag 1350006328 Kunde Jernbaneverket Notat nr. G-not-001 Rev02 Til Dato 23-01-2015 Fra Kopi Morten Tveit Jørgen Biørn, Rambøll Dato 2015/01/23 GEOTEKNISK VURDERING RØDGATA JERNBANEUNDERGANG 1. Innledning Jernbaneverket ønsker å bytte ut eksisterende planovergang ved Rødgata i Drammen kommune med en undergang. Det er i 2002 utført detaljprosjektering av jernbaneundergangen. Prosjektforutsetningene og myndighetskravene er noe endret siden 2002. Rambøll Hoffsveien 4 Pb 427 Skøyen NO-0213 OSLO T +47 22 51 80 00 F +47 22 51 80 01 www.ramboll.no Dette notatet omfatter forutsetningene for den geotekniske prosjekteringen, det vil si myndighetskrav, pålitelighetsklasse og geoteknisk kategori. I tillegg er det gitt en vurdering av mulige geotekniske løsninger for gjennomføring av prosjektet. Detaljprosjektering er ikke utført. Utført av: 1350006328/MTVOSL Det er foreslått å utføre noen supplerende grunnundersøkelser for måling av eventuell grunnvannsendring under anleggstiden og for muligens å kunne dokumentere en høyere skjærstyrke i leira enn det som tidligere har blitt benyttet for området. Dette kommer av nyere og mer nøyaktige grunnundersøkelsesmetoder. Av denne grunn er det ikke utført nye spuntberegninger, men vurderingene er basert på tidligere utførte beregninger og vurderinger. Dette notatet er revidert ettersom resultater fra utførte kalk-/sement innblandingsforsøk nå foreligger. 1/15 Rambøll Norge AS NO 915 251 293 MVA
2. Regelverk Forskrifter: - TEK 10 7 Sikkerhet mot naturpåkjenninger - TEK 10 10-2 Konstruksjonssikkerhet - SAK 10 Byggesaksforskriften Prosjekteringsstandard: - NS-EN 1990-1:2002 + NA:2008 (Eurokode 0 Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner) - NS-EN-1993-5:2007 + NA:2010 (Eurokode 3 - Prosjektering av stålkonstruksjoner, del 5: Peler (Spunt) - NS-EN 1997-1:2004 + NA:2008 (Eurokode 7 Geoteknisk prosjektering) - NS-EN 1998-1:2004/NA:2008 (Eurokode 8 Prosjektering for seismisk påvirkning) Veiledninger: - Jernbaneverket, Teknisk regelverk, oktober 2014. - Statens vegvesen, Håndbok V220, juni 2014. - Statens vegvesen, Håndbok V221, juni 2014. - NGF, Peleveiledningen, 2012. - NGF, Veiledning for grunnforsterkning med kalksementpeler, 2012. 2.1 TEK 10 7 Sikkerhet mot naturpåkjenninger 2.1.1 7-1. Generelle krav om sikkerhet mot naturpåkjenninger Potensielle naturpåkjenninger som området vurderes for er elveflom ( 7-2) og sikkerhet mot skred ( 7-3). 2.1.2 7-2. Sikkerhet mot flom og storm Konstruksjonen er plassert i sikkerhetsklasse F2 for flom iht. TEK 10, som tilsvarer middels konsekvens. Årlig nominell sannsynlighet for overskridelse i klasse F2 er 1/200. Flomnivået til Drammenselva er kartlagt av NVE. Vannstanden er ca. kote +3,2 ved 200-årsflommen. Grunnvannstanden på området ligger høyere enn kote +3,2. Sikkerheten mot flom er dermed ivaretatt ved å dimensjonere for en høyere vannstand enn flomnivået. 2.1.3 7-3. Sikkerhet mot skred Løsmassene på tomten består hovedsakelig av middels fast til bløt leire. Leira er middels sensitiv og defineres ikke som sprøbruddmateriale. Området er tilnærmet horisontalt. Basert på dette vurderes områdestabiliteten som tilfredsstillende. 2.2 TEK 10 10-2 Konstruksjonssikkerhet For å oppfylle kravene i 10-2 Konstruksjonssikkerhet prosjekteres konstruksjonen etter Norsk Standard NS-EN-1990 Eurokode: Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner og underliggende standarder i serien NS-EN-1991 til NS-EN-1999. Relevante standarder er listet opp under kapittel 2. 2/15
2.3 SAK10 2.3.1 9-2 til 9-4 Prosjektet plasseres i tiltaksklasse 3 iht. SAK 10 9-4. Rambøll er godkjent for ansvarsrett for tiltaksklasse 1, 2 og 3 for fagområdet geoteknikk. 2.3.2 10 Dokumentasjon for oppfyllelse av systemkrav Rambøll sitt kvalitetssystem er sertifisert i henhold til NS-EN ISO 9001:2008 og NS-EN ISO 14001:2004 og tilfredsstiller alle krav i disse standardene som er relevante for virksomheten. 2.4 Prosjekteringskontroll iht. eurokode 7 NS-EN 1997-1:2004 + NA:2008 stiller krav til prosjektering ut fra geoteknisk kategori, konsekvens- og pålitelighetsklasse (CC/RC). Fastsettelse av geoteknisk kategori og pålitelighetsklasse gir krav om kontrollklasse for prosjektering. 2.4.1 Geoteknisk kategori Valg av kategori gjøres ut fra standardens punkt 2.1 Krav til prosjektering. Det er gjort geotekniske grunnundersøkelser i området, og man har erfaring fra tilsvarende grunnforhold og utgravinger. Utgravingen av byggegropen blir opp mot 5,5 meter. Løsmassene er foreslått sikres med spunt og innvendig avstivning, samt grunnforsterkes med kalk- /sementpeler. Løsningen betraktes som en konvensjonell metode uten unormale risikoer. Kulverten direktefundamenteres. Prosjektet plasseres i geoteknisk kategori 2. 2.4.2 Konsekvensklasse/pålitelighetsklasse (CC/RC) NS-EN 1990:2002+NA:2008 definerer byggverks plassering med hensyn til konsekvensklasse og pålitelighetsklasse (CC/RC). Konsekvensklasser er behandlet i standardens tillegg B (informativt), mens veiledende eksempler på klassifisering av byggverk i pålitelighetsklasser er vist i nasjonalt tillegg (informativt), tabell NA.A1 (901). I tillegg gir Jernbaneverkets tekniske regelverk føringer for valg av materialkoeffisienter. Materialkoeffisienter velges på grunnlag av skadekonsekvensklasse Meget alvorlig mot jernbanen og Alvorlig mot lokalveger og omliggende områder. Bruddmekanismen til leira vurderes som Nøytral. Dette fører til: Utgraving som kan influere jernbanen CC/RC = 3 Utgraving som ikke influerer jernbanen CC/RC = 2 3/15
2.4.3 Prosjekteringskontroll NS-EN 1990:2002+NA:2008 gir krav til omfang av prosjekteringskontroll avhengig av pålitelighetsklasse. I henhold til kapittel NA.A1.3.1, tabell NA.A1 (902) og tabell NA.A1 (903), gir dette at utvidet kontroll av geoteknisk prosjektering må forutsettes. Prosjekteringskontrollen utføres som følgende: Kontrollklasse U krever Grunnleggende kontroll og kollegakontroll i tillegg til uavhengig kontroll. Ettersom prosjektet plasseres i geoteknisk kategori 2 kan kontrollen utføres som utvidet kollegakontroll. 3. Topografi og grunnforhold 3.1 Topografi Terrenget er tilnærmet horisontalt og ligger mellom kote +8,6 og +9,3. Overkant skinne ligger på ca. kote +9,4. Topografisk kart med tidligere utførte geotekniske undersøkelser er vist på tegning V001. 3.2 Utførte grunnundersøkelser Rambøll utførte i 2014/2015 supplerende grunnundersøkelser for å dokumentere høyere skjærstyrke i leira enn innledede undersøkelser viser, samt installasjon av poretrykksmålere. I tillegg ble det, etter ønske fra JBV, tatt opp prøver for kalk-/sementinnblandingsforsøk for undersøkelse av herdetid i startfasen og for massestabilisering. Undersøkelsene rapporteres i av Rambøll sin rapport, G-rap-001. Det er tidligere utført grunnundersøkelser ved området i flere omganger. Undersøkelsene er rapportert i følgende dokumenter: Multiconsult. Datarapport. Jernbaneovergang Rødgata. Oppdragsnummer 124750. 14.05.2013 NVK Terraplan AS. Datarapport. Undergang i Rødgata. Rapportnummer 97077.01. 04.11.1997. Bjørn Strøm AS. Datarapport. Ledningsanlegg i Rødgata. Prosjektnummer P2058G, R01. 02.08.1993 3.3 Løsmasser Området består generelt av 1,5 meter fyllmasser/tørrskorpeleire over bløt til middels fast, siltig leire. Sonderboringene er ført til ca. 31 meters dybde. Disse indikerer noe økende fasthet med dybden, men ikke noen faste lag eller berg. Vanninnholdet i leira er høyt (ca. 50 til 55 %) ned til ca. kote +2,6 (tilsvarende ca. 6,5 meter under terreng). Under dette er vanninnholdet avtagende. Leira i øvre lag har en lav egenvekt som ligger mellom 17 og 18 kn/m 3. Tørr densitet er ca. 11 til 12 kn/m 3. Leira er middels til meget plastisk (I p ca. 20 %). Sensitiviteten, S t, varierer mellom 5 og 13 og omrørt skjærstyrke er generelt ca. 3 kpa. Leira i øvre lag vurderes som meget setningsgivende. 3.4 Grunnvannstand Det er tidligere installert en hydraulisk poretrykksmåler på sørsiden av jernbanen. Denne er nå borte. Grunnvannstanden ble her målt av NVK til 1,3 meter under terreng i 1997. Multiconsult peilet grunnvannstanden i 2013 til tre meter under terreng ved opptak av prøver i samme område. På nordsiden av jernbanesporet ble grunnvannstanden peilet av Bjørn Strøm i 1993 til 2,1 meter under terreng i borpunkt 3. Rambøll installerte to elektriske poretrykksmålere i punkt 101, vest for planlagt undergang den 2. desember 2014. Høyeste registrerte poretrykk ble målt 12.12.2014 til 6,22 og 11,64 meter vanntrykk (mvp) henholdsvis 6 og 12 meter under terreng, det vil si stigehøyde til over terrengnivå i en av målerne. Se G-rap-001 for detaljer rundt poretrykksmålingene. 4/15
3.5 Supplerende undersøkelser På grunnlag av differansen på registrert grunnvannstand mellom rapport utarbeidet av Multiconsult og NVK Terraplan (1,7 meter forskjell) ble det anbefalt å installere elektriske poretrykksmålere i to nivåer i minst ett punkt. Disse er forsøkt plassert slik at måleren kan stå intakt under hele byggeperioden. En kan da utføre jevnlige målinger for overvåkning av grunnvannstanden under anleggsperioden. I tillegg var det foreslått å utføre trykksonderinger (CPTU). Dette vil antageligvis kunne dokumentere større skjærstyrke i leira enn hva foreliggende laboratorieprøver viser. De supplerende grunnundersøkelsene er utført av Rambøll i 2014 og rapporteres i G-rap-001. 4. Forurenset grunn Eventuell forurenset grunn forutsettes håndtert av andre i prosjektet. 5. Seismikk Kulverter plasseres normalt i seismisk klasse I i henhold til tabell NA.2(902) i NS-EN 1998-1. Dette tilsvarer en seismisk faktor g t = 0,7. I henhold til Figur NA.3 (901) er berggrunnens akselerasjon i området a g40hz = 0,5 m/s 2. Grunntypen vurderes til Grunntype D i henhold til Tabell NA.3.1 ettersom det er mektig avsetning av myk til fast kohesjonsjord. Dette fører til g t *0,8*a g40hz *S=0,7*0.8*0.5m/s 2 *1,55=0,43 m/s 2, noe som er mindre enn 0.49m/s 2. I henhold til punkt NA.3.2.1(5)P kreves det normalt ikke påvisning av tilstrekkelig sikkerhet etter NS-EN 1998 for seismisk klasse I. 6. Kartlegging av bygg/naboforhold 6.1 Eksisterende bygg Nærliggende, eksisterende bygg antas å være direktefundamenterte. Disse vil være utsatt for setninger dersom grunnvannet under fundamentene senkes. En bør derfor etterstrebe å senke grunnvannet minst mulig og kun lokalt rundt utgravingen i byggetiden. 6.2 Nabobygg/tilstandskontroll I henhold til NS8141 anbefales det at nabobygg innenfor en avstand på 50 meter fra anleggsstedet vanligvis skal besiktiges innvendig og utvendig for dokumentasjon av tilstanden før byggestart. 7. Tidligere beregninger Det er tidligere utført detaljprosjektering av undergang i Rødgata. Resultatene fra denne prosjekteringen er beskrevet i Scandiaconsult (nå Rambøll) sitt oppdrag 224011A fra 2002. 5/15
8. Utgraving og kalk-/sement-stabilisering Den dypeste utgravingen er planlagt ned mot kote +3,9. Dette er ca. 5,5 meter under overkant jernbaneskinne. Deler av utgravingen vil komme nær jernbanen, veger og boliger/hager. Mesteparten av utgravingen vil være under grunnvannstanden. 8.1 Spunting For å minske lengden på midlertidig bru over utgravingen til kulverten, kan en metode være å sette spunt på tvers av sporet. Dette er en sikker løsning som er benyttet i tidligere prosjekter. I tidligere spuntberegninger er det antatt 4,1 meter utgraving fra overkant spunt, tilsvarende 4,86 meter under overkant skinne. Det er da foreslått å benytte 12 meter lang AZ12 spunt og ett innvendig avstivningsnivå. Det er planlagt å øke utgravingen til ca. 5,5 meter under overkant skinne. I tillegg er det nye myndighetskrav i NS-EN 1997 som gjør at planlagt teoretisk gravedybde fra avstivningsnivå må økes med 10 % i forhold til reell gravedybde. Konsekvensene av dette vil være noe større laster i stiver/puter og moment i spunt, og eventuelt behov for ytterligere avstivningsnivå enn det som tidligere er beregnet. Det er ikke utført nye spuntberegninger da det skal utføres supplerende grunnundersøkelser. Basert på disse undersøkelsene kan det kanskje dokumenteres en høyere skjærstyrke i leira. Endelig bestemmelse av avstivningsnivåer anbefales utført etter at resultatene fra disse undersøkelsene foreligger. Det anbefales å avlaste terrenget i overkant av spunten der dette er mulig. Dette for å minimere belastningen på spunten. 8.1.1 Rekonsolidering av omrørt leire Like etter ramming av spunt vurderes bæreevnen på grunnlag av omrørt skjærstyrke til leira. Den omrørte skjærstyrken er ca. 10 % av opprinnelig styrke. 90 % av konsolideringen tar ca. 3 måneder. 50 % rekonsolidering av skjærstyrken tar ca. 2 uker. Nødvendig nivå på rekonsolidering avhenger av herdingen til den kalk-/sementstabilisert leira. 8.1.2 Avstivning Det er i utgangspunktet foreslått innvendig avstivning av spunten i ett nivå. Dette er basert på tidligere beregninger og utgraving ned til kote +4,5. Under provisorisk bru forutsettes lastfordelingsbjelken ved spunttopp og brubjelkene å fungere som innvendig oppstøtting av spuntveggen. Alternativt kan pute og stivere benyttes istedenfor. Løsmassestag er ikke godt egnet for forankring av spunten da omkringliggende leire har en relativt lav skjærfasthet. Dette medfører at løsmassestagene må ha stor forankringslengde. Ved senteravstand ca. 4 meter er det behov for forankringslengder på 30 til 35 meter for en forankringssone med diameter 280mm. I tillegg til forankringslengden kommer frilengden i aktiv sone. Stivere hvor utgravingen er grunnere enn ca. 3,2 meter kan fjernes etter at bunnplata er støpt mot spunt og betongen har herdet. Stivere i områder hvor oppstøtningshøyden er større enn 3,2 meter tilrås beholdt inntil tilbakefylling mellom kulvert og spunt har redusert oppstøttingshøyden til ca. 2 meter. Deformasjoner av spunt forutsettes kontrollert etter demontering av stivere. 6/15
8.1.3 Utgraving Utgraving av spuntgrop nær jernbanen må ikke foregå før kalk-/sementribbene mellom spuntveggen har herdet tilstrekkelig. Se punkt 8.2. Det skal generelt ikke graves dypere enn ca. 0,5 til 1 meter under stivernivå før puter og stivere installeres. 8.2 Kalk-/sementstabilisering Leira mellom spuntveggene må forsterkes for å oppnå tilfredsstillende passivt mottrykk. For enklere å kunne grave ut leira og trafikkere området er det gunstig å stabilisere store deler av leira som skal graves ut. Det kan benyttes et lavere innblandingsforhold i de massene som skal graves ut enn de som skal stabilisere spunt eller graveskråning. Ved å innblande kalk-/sement i leira økes permeabiliteten til leira betraktelig. Det vil si at en lokal grunnvannssenking vil spre seg lengre i det stabiliserte området enn i naturlig leire. Øvre lag av faste masser (asfalt, betong etc.) må fjernes for å sikre mulighet til å presse ned vispen for KS-installasjon uten at skader oppstår på denne. Det er gjort spesifikke laboratorietester med innblandingsforsøk av kalk-/sement for dette prosjektet. I tillegg kan resultater fra Gulskogen Vest bli benyttet for detaljprosjekteringen. Typisk herdetid for KSstabilisering varierer mellom én og tre måneder. Nødvendig herdetid varierer avhengig av forholdet mellom kalk og sement og nødvendig dimensjonerende skjærstyrke. Sement herder raskere enn kalk, men kalk bidrar til bedre homogenitet i stabiliseringen. Kalk-/sementstabilisert leire har ikke strekkapasitet. Utgravingene bør derfor ikke utføres brattere enn ca. 1:1. 8.2.1 Resultater fra kalk-/sement innblandingsforsøk NGI har utført innblandingsforsøk for å undersøke herdetid ved ulike linnblandingsmengder og -forhold. For resultatene fra selve forsøkene vises det til Rambølls datarapport, G-rap-001. En oppsummering er gitt under. Tabell 8.1 Styrke, kalk-/sementstabilisert leire Prøver fra dybde 1,5 til 4 meter under terreng (In situ leire = 18 kpa, w = 51 %) Innblandingsforhold Innblandingsmengde Herdetid (kalk/sement) 3 timer 6 timer 6/7 dager 28 dager 50/50 40 kg/m 3 18 kpa 17 kpa 43 kpa 68 kpa 25/75 40 kg/m 3 18 kpa 19 kpa 58 kpa 96 kpa 25/75 60 kg/m 3 16 kpa 130 kpa 25/75 20 kg/m 3 10 kpa 11 kpa Prøver fra 6 meter under terreng (In situ leire = 25 kpa, w = 45 %) 50/50 100 kg/m 3 16 kpa 18 kpa 91 kpa Prøver fra 9 meter under terreng (In situ leire = 25 kpa, w = 33 %) 50/50 100 kg/m 3 24 kpa 28 kpa 100 kpa 7/15
Tabell 8.2 Deformasjon ved styrkeavlesning, kalk-/sementstabilisert leire Prøver fra dybde 1,5 til 4 meter under terreng Innblandingsforhold Innblandingsmengde Herdetid (kalk/sement) 3 timer 6 timer 6/7 dager 28 dager 50/50 40 kg/m 3 14 % 14 % 5 % 3,9 % 25/75 40 kg/m 3 11 % 8 % 4,2 % 3 % 25/75 60 kg/m 3 14 % 3 % 25/75 20 kg/m 3 14 % 10 % Prøver fra 6 meter under terreng 50/50 100 kg/m 3 13 % 10 % 4 % Prøver fra 9 meter under terreng 50/50 100 kg/m 3 14 % 14 % 5 % Oppnådd skjærstyrke til stabilisert leire varierer etter innblandingsmengde, -forhold, in-situ skjærstyrke og vanninnhold i leira. Når det gjelder herding etter henholdsvis tre og seks timer, er det liten forskjell på oppnådd styrke, men styrketaket oppnås ved mindre deformasjon. Når det oppstår stor deformasjon ved maksimal skjærstyrke tyder dette på at prøven har herdet relativt lite. in-situ styrke til leira etter oppnås etter ca. tre timer fra innblanding for innblandingsmengder lik 40 kg/m 3 eller mer, men kun ved relativt stor deformasjon. Skjærstyrken må kontrolleres i felt da det kan forekomme stedlige forhold som en ikke klarer å gjenskape i laboratoriet. Dette kan enkelt utføres ved hjelp av en geoteknisk borerigg som utfører en trykksondering igjennom stabilisert masse eller opptrekk av FOPS. Skjærfastheten kan fra en trykksondering bestemmes ut fra korrigert spissmotstand: c uks = (q t s v0 )/N kt, hvor N kt = 15. (pkt. 5.2.2.2, KS-veiledningen). 8.2.2 Kalk-/sementpeler Forsterkning av leira kan utføres med borede kalk-/sementpeler (KS-peler). Denne metoden kan benyttes ned til ca. 30 meter under terreng. Det er tidligere foreslått å benytte ø600 KS-peler for sikring av spunt. KS-pelene installeres da i doble ribber med forskjøvet senteravstand på ribbene. KS-pelene kan installeres ned mot underkant spunt, men ikke under. Dette for å unngå at vispen eventuelt henger fast i spuntfoten under opptrekk. Det kan være problematisk å ramme spunt igjennom KS-pelene etter at disse har herdet. I området under jernbanen kan KS-pelene installeres vertikalt fra sporområdet og i samme togstansperiode som spunten rammes. Det mest optimale er å installere KS-pelene først og deretter ramme spuntveggen igjennom KS-pelene før disse herdes. En vil da få god kontakt mellom spuntvegg og KS-pelene. Det er estimert at ca. 100 meter KS-peler kan installeres per time. 8.2.3 Massestabilisering Forsterkning av leira kan utføres med massestabilisering av kalk-/sementinnblanding. Denne metoden kan benyttes ned til ca. 5 til 7 meter under terreng på grunn av begrenset kapasitet til utstyret. Ved utførelse av massestabilisering omrøres leira helt. En kan variere innblandingsmengden av kalk og sement for å oppnå ønsket styrke på leira etter herding. 8/15
Fordelen med denne metoden kontra KS-peling er at en får stabilisert hele jordvolumet. Ulempen er at det er begrensninger på dybden på stabiliseringen. I områder hvor en ikke har behov for dyp stabilisering vurderes dette som en god metode. Det er mulig å kombinere denne metoden med KS-peler, dvs. å benytte KS-peler i dypere snitt og massestabilisering i øvre deler som skal graves bort. 8.3 Grunnvann 8.3.1 Lokal senkning av grunnvannet En lokal senkning av grunnvannet i byggefasen vil få liten spredning til omliggende område. Eksisterende leirmasser er lite permeable. Det er beregnet en utstrekning på influert område ved senkning av grunnvannet. Beregningsresultater antyder at området ca. 1 til 1,5 meter utenfor byggegropa vil få en lavere grunnvannstand enn i dag når grunnvannet senkes midlertidig. Det er da benyttet en permeabilitet, k, lik 8*10-9 m / s for leira i beregningen. Dette er basert på resultater fra ødometerforsøk i 5,6 meters dybde. Kalk-/sementstabilisert leire vil ha større permeabilitet og endringen av grunnvannstanden vil dermed influere ett større område. 8.3.2 Sikring mot oppdrift Ettersom kulverten plasseres under grunnvannstanden må denne sikres mot oppdrift. Sikringen er anbefalt utført ved å utvide bunnplata på utsiden av kulvertveggene. Vekten av løsmassene over fundamentene vil da fungere som motvekt. Det er utført supplerende målinger av grunnvannstanden. Se avsnitt 3.4 for kommentarer om grunnvannsnivå. 8.3.3 Utgraving av terreng over vegger for ramper Generelt vil utgraving av terreng over rampevegger være en god løsning for å minske moment i betongvegger og av estetiske grunner. Som beskrevet i kapittel 3.4 er det stor variasjon i målt grunnvannsnivå samt registrert et poreovertrykk i grunnen. Basert på kjennskap til andre prosjekter i nærheten, hvor grunnvannspåvirkningen i den permanente fasen har fått store følger for omkringliggende bygninger, anbefales det uansett å føre betongveggene opp mot dagens terreng. Dette minsker risikoen for en grunnvannspåvirkning som kan gi setninger på omliggende boliger og jernbane. 9. Løsninger for installasjon av kulvert under jernbanespor Det er vurdert ulike alternativer for installasjon av kulverten. Både plasstøpt kulvert og elementer som skyves inn fra siden er vurdert. Utgravinger med og uten spunt er også vurdert. Begrunnelsen til konklusjonene baserer seg på informasjon som er gitt i kapittel 8. Ved estimat av installasjonstid for KS-peler er det antatt behov for ca. 10 til 12 meter lange KS-peler og stabilisering ca. 2 meter utenfor svillekant under togstansperioden. Installasjonshastigheten for KS-peler er ca. 100 meter pr. time. 9.1 Plasstøpt kulvert For å etablere en plasstøpt kulvert må jernbanen ligge på en midlertidig bru over utgravingen. For å få så kort spenn på denne midlertidige brua som mulig, anbefales graveskråningene sikret med spunt. Ettersom leira omrøres rundt spunten under ramming anbefales det å etablere et landkar for den midlertidige bura bak spunten. Ved utgraving må spunten sikres med innvendig avstivning i ett eller to nivåer. Spuntfoten må sikres mot innpressing med stabilisering av leira. Da stabiliseringen må utføres til minst 12 meter under terreng er KS-peling eneste naturlige alternativ. Øvre leirmasser kan med fordel også stabiliseres med kalk-/sement for å gjøre utgravingen enklere. 9/15
9.1.1 Spunt og KS-stabilisering installert fra spor KS-stabiliseringen kan utføres som vertikale peler og settes i ribber. Dette bør da utføres i samme togstansperiode som installasjon av spunten. Arbeidsmetode: Jernbanen må stenges og sporet fjernes. KS-pelene installeres i ribber og spuntveggene som krysser sporet rammes ned til ønsket dybde. Installasjonstid på KS-pelene er ca. 13 timer. Midlertidig landkar etableres bak spuntvegg og midlertidig bru legges på disse og over spuntveggene. Bjelkene til brua sveises fast i topp spunt, eventuelt installeres første stivernivå. Spor legges på midlertidig bru og jernbanen åpnes for trafikk. Etter at leira rundt spuntveggene har rekonsolidert og KS-pelene har herdet, graves massene under sporet ut. Puter/stivere monteres fortløpende. Bunnplata må støpes helt ut til spuntveggene. Etter at bunnplata er herdet kan nedre stivernivå fjernes. Antageligvis kan ikke øvre stivernivå fjernes før det er tilbakefylt en del masse mellom kulvert og spuntvegg. 9.1.2 Spunt og skrå KS-stabilisering installert utenfor spor Eventuelt kan selve KS-stabiliseringen utføres i etterkant av spuntingen. Stabiliseringen kan da utføres fra utenfor sporet og installeres skrått. Da skrå ribber har mindre gunstig lastfordeling kan det være behov for større andel KS-stabilisering enn dersom ribbene hadde blitt installert vertikalt. Det vil også bli dårligere samvirke mellom spuntfot og KS-ribber da en ikke får stabilisert med god kontakt mot spuntbuk. Gjennomføringen vil ellers være som beskrevet for punkt 9.1.1. 9.2 Elementkulvert For å kunne etablere en prefabrikkert kulvert under sporet må leira under kulverten stabiliseres i forkant for å sikre graveskråningene og eventuelt byggegrunnen. Det er ikke mulig å stabilisere leira under jernbanen uten midlertidig å redusere skjærstyrken. KS-stabilisering bruker én til tre måneder på å herde fullstendig. Herdeprosessen går likevel raskest i starten. Det antas at dersom KS-stabilisering blir utført skal det være mulig å legge jernbanen, eventuelt med en midlertidig bru eller med et økt forsterkningslag av pukk/grus, på stabilisert leire slik at en kan åpne jernbanen for trafikk etter noen timer. På grunn av deformasjoner i stabilisert masse bør det legges opp til at det dokumenteres en styrke på minimum 1,4*18kPa = 25 kpa før en tillater trafikk på jernbanen. I tillegg bør det utføres en skjønnsmessig vurdering av deformasjoner fra anleggstrafikk på nærliggende stabilisert masse. Nøyaktig hvor mange timer som trengs for å oppnå tilfredsstillende skjærstyrke i stabilisert masse er ikke kjent, men basert på utførte laboratorieforsøk så vurderes det at denne styrken kan oppnås etter ca. 12 timer fra innblandingen begynte. Det bemerkes at slike laboratorieforsøk ikke nødvendigvis klarer å gjenskape en reell styrkeutvikling slik den foregår i felt. 9.2.1 Graveskråning sikret med spunt og KS-peler installert fra spor Utforming av spunten vil være tilsvarende som for punkt 9.1. For å kunne etablere en prefabrikkert kulvert må alle innvendige stivere mellom spuntene fjernes. Dette kan kreve at store deler av terrenget bak spuntveggene senkes før stiverne fjernes. Leira under kulverten må stabiliseres med KS-peler i gitterform eller som KS-blokk. Installasjonstid for KS-pelene er ca. 17 til 24 timer. 10/15
9.2.2 Graveskråning med helning 1:1,5 og KS-peler installert fra spor Dersom graveskråningene sikres med KS-peler vil det ikke være behov for spunt. KS-stabiliseringen må utføres i ribber ved graveskråningene og i gitterstruktur under kulverten. KS-pelene installeres vertikalt fra sporområdet. Installasjonstid for KS-pelene er ca. 30 timer. 9.2.3 Graveskråning med helning 1:1 og KS-peler installert fra spor Dersom hele jordvolumet i graveskråningene stabiliseres kan det benyttes graveskråninger med helning 1:1. Gjennomføringen vil ellers bli tilsvarende som for punkt 9.2.2. Installasjonstid for KS-pelene er ca. 46 timer. 9.2.4 Graveskråning med helning 1:1 og KS-peler installert utenfor spor KS-pelene kan installeres skrått fra utenfor sporet i forkant av utgravingen. Det vil være behov for noe mer boring av KS-peler enn for alternativ 9.2.3. 9.3 Oppsummering I tabell 9.1 og 9.2 er det gitt en oppsummering av fordeler og ulemper samt ekstra risikomoment for de ulike alternativene. Tabell 9.1 Oppsummering, plasstøpt kulvert Plasstøpt kulvert Arbeidsmetode Fordeler Ulemper Risiko Generelt 9.1.1 Spunt og KSstabilisering installert fra spor 9.1.2 Spunt og skrå KS-stabilisering installert utenfor spor God tid på bygging av kulvert. Bedre konstruksjon for vanntetting. Minimal risiko for bæreevneproblemer. Mindre behov for KSstabilisering. God sikring av spuntfot og utgraving. Kan benyttes som erstatningsmetode for 9.1.1. Bedre tid på installasjon av spunt Kan bli komplisert med hensyn på innvendige stivere. Ikke fullverdig kontakt mellom spuntfot og stabilisert leire. Kan føre til behov for ekstra avstiving eller ytterligere KSstabilisering. Behov for mer KS-stabilisering enn 9.1.1 Kan bli lite tid for å installere både KS-peler og spunt. Kan løses med å gå over til metode 9.1.2 ved for knapp tid. 11/15
Tabell 9.2 Oppsummering, elementkulvert Elementkulvert Arbeidsmetode Fordeler Ulemper Risiko Generelt Kan benytte ferdigproduserte elementer (økonomisk gunstig) Behov for mer KSstabilisering. Omfattende arbeider som skal utføres i togstansperiode ved etablering av kulvert. Bæreevneproblemer ved plassering av kulvert (mothold). Vanskeligere å få en vanntett konstruksjon. Kan være problemer under utgraving pga. fasthet til stabilisert masse (betong fremskynder herdeprosessen samtidig som fastheten økes). 9.2.1 Graveskråning sikret med spunt og KS-peler installert fra spor 9.2.2 Graveskråning med helning 1:1,5 og KS-peler installert fra spor 9.2.3 Graveskråning med helning 1:1 og KS-peler installert fra spor 9.2.4 Graveskråning med helning 1:1 og KS-peler installert utenfor spor Ikke behov for spunt. Ikke behov for spunt. Mindre utgraving og påvirkning av området enn 9.2.2. Ikke behov for spunt. Kun behov for å rive sporet en gang. Mindre utgraving og påvirkning av området enn 9.2.2. Meget komplisert byggemetode med hensyn på innvendige stivere. Behov for mer KS-stabilisering enn 9.1.2 Installasjon av KS-peler tar ca. 30 timer. Behov for mer KSstabilisering enn 9.2.1. Behov for mye utgraving. Installasjon av KS-peler tar ca. 46 timer. Behov for mer KSstabilisering enn 9.2.2 Ikke mulig å stabilisere hele jordvolumet under sporet. Behov for mer KSstabilisering enn 9.2.3 Bæreevneproblematikk rett etter installasjon av KS-peler. Bæreevneproblematikk rett etter installasjon av KS-peler. 12/15
10. Ulike løsninger for utgraving for ramper Det er ulike metoder for å utføre utgravingen for rampene. Utgravd leire er ikke egnet som tilbakefylling i områdene hvor det skal etableres bygg eller infrastruktur samt områder hvor det settes krav til små setninger. 10.1 Åpen utgraving uten KS-stabilisering I områder som ikke begrenses av nærliggende konstruksjoner, jernbane, VA-anlegg eller veger kan utgravingen utføres med åpen graveskråning. Utgravinger mot terreng og ned mot 4 meter kan utføres med graveskråning 1:2. Utgravinger mot jernbanen må utføres med graveskråning 1:3 og maksimal dybde er 2,5 meter. Det er da antatt at toppen på graveskråningen ligger 2 meter unna svillekant. 10.2 Åpen utgraving med KS-stabilisering i traubunn Ved KS-stabilisering i trauet er det mulig å trafikkere leira. Antageligvis er det behov for å stabilisere ca. 0,5 til 1 meter under traubunn. Stabiliseringen kan utføres som enkeltpeler eller massestabilisering. Utgravingsdybder og -helning tilsvarer punkt 10.1. 10.3 Åpen utgraving med KS-stabilisering i traubunn og graveskråninger Dersom det ønskes brattere graveskråninger kan disse forsterkes med kalk-sement. Se kapittel 8.2. Helningen på graveskråningene kan økes til 1:1,5 mot terreng og 1:2 mot jernbanen dersom det installeres KS-ribber. Det kan benyttes graveskråning med helning 1:1 dersom hele leirvolumet stabiliseres. Ettersom glidesirklene er relativt dype må en eventuell stabilisering av leira føres et stykke under utgravingsnivå for å ha noen effekt. Det vil antageligvis bli behov for stabilisering med KS-ribber til ca. 10 meter under dagens terreng for de dypeste utgravingene. 10.4 Spunting For å unngå at graveskråningene skal komme i konflikt med nærliggende bygninger og infrastruktur kan det benyttes spunt. Tidligere beregninger antyder at spunt for gravedybder over ca. 2,5 meter må avstives med innvendige stag. Stagene medfører utfordringer med hensyn på anleggsvirksomheten. Det bør benyttes KS-stabilisering i traubunn for mothold av spuntfot. Spunting gjør at minst mulig av området blir forstyrret. 13/15
10.5 Oppsummering Tabell 10.1 Oppsummering, utgraving Utgraving Arbeidsmetode Fordeler Ulemper Risiko 10.1 Åpen utgraving uten KS-stabilisering 10.2 Åpen utgraving med KS-stabilisering i traubunn 10.3 Åpen utgraving med KS-stabilisering i traubunn og graveskråninger Enkelt å trafikkere byggegrop. Enkelt å trafikkere byggegrop. Mulig å utføre de dypeste utgravingene. Kan benytte brattere graveskråning enn 10.1 og 10.2. 10.4 Spunting Influerer minst mulig areal. Tryggeste løsning med hensyn på grunnvannspåvirkning Ikke mulig å grave dypere enn 4 meter mot omliggende terreng og 2,5 meter mot jernbanen. Influerer store areal. Blir mye overskuddsmasse. Ikke mulig å grave dypere enn 4 meter mot omliggende terreng og 2,5 meter mot jernbanen. Influerer store areal. Stort gravevolum. Behov for mye KSstabilisering. Innvendig avstivning medfører utfordringer med hensyn på anleggsvirksomheten Vanskelig å trafikkere byggegrop og håndtere utgravd leire. Utfordringer rundt håndtering av utgravd leire. 14/15