2 Fylke: Akershus Kommune: Ullensaker Sted: Jessheim Adresse: Gnr: flere Bnr: flere Ringvegen/Tverrvegen Tiltakshaver: Statens Vegvesen Oppdragsgiver: Rambøll AS Rapport: 11-143 nr. 3 Rapporttype: Geoteknisk datarapport Stikkord: Kalksement, laboratorieundersøkelser UTM32: Sone 32V Ø0620900 N6669500 Sammendrag Statens Vegvesen, i samarbeid med Ullensaker Kommune og Akerhus Fylkeskommune, ønsker å oppgradere Ringvegen på Jessheim i tillegg til å etablere en vegforbindelse mellom industriområdet øst for sentrum og inn til sentrum. Områdets beliggenhet er vist i figur 1 på forsiden av rapporten. Løvlien Georåd AS har fått i oppdrag å utføre geotekniske grunnundersøkelser i forbindelse med denne utbyggingen. I mars 2012 ble det utført en runde med supplerende grunnundersøkelser, det ble utført 3 sonderinger og 3 prøveserier langs Ringvegen og 5 sonderinger og prøveserier for kulvert/trau til ny tverrveg. I denne rapport fremstilles laboratorieforsøkene utført ifb. kalksementstabiliseringen av byggegropen. Det er utført totalt 16 stk innblandingsforsøk og 15 stk enaksielle trykkprøvinger av disse, i tillegg til et treaksforsøk. Det ble gjennomført trykkprøvinger på prøvesylindre med hhv. innblandingsmengder på 65 kg m 3, 80 kg m 3 og 95 kg m 3 med 50% brent kalk og 50% sement. Videre ble gjort et forsøk med 80 kg m 3 med 25% brent kalk og 75% sement. Statens Vegvesen Region Øst / Ny tverrveg, Jessheim / 11-143 Rapport 3, Kalksementinnblanding / KR
3 Innholdsfortegnelse Sammendrag... 2 Innholdsfortegnelse... 3 Oversikt over bilag, vedlegg og tillegg... 4 1 Innledning... 5 1.1 Formål... 5 1.2 Underleverandører... 5 1.3 Oppdragsgiver... 5 2 Utførte undersøkelser... 5 2.1 Befaring... 5 2.2 Grunnundersøkelser... 5 2.3 Laboratoriearbeider... 5 2.4 Målearbeid... 6 3 Beskrivelse av laboratoriearbeider... 6 3.1 Innblanding... 6 3.2 Lagring... 6 3.3 Enaksiell trykkprøving... 7 3.4 Treaksialforsøk... 7 4 Resultater av trykkprøving... 7 4.1 Innblandingsmengde 65 kgm3... 8 4.2 Innblandingsmengde 80 kgm3... 8 4.3 Innblandingsmengde 95 kgm3... 8 5 Referanser... 8 Statens Vegvesen Region Øst / Ny tverrveg, Jessheim / 11-143 Rapport 3, Kalksementinnblanding / KR
4 Oversikt over bilag, vedlegg og tillegg Bilag Kart Situasjonsplan sør, M = 1:500 Koordinat- og borpunktliste Nr. A A1 A2 Grunn- og laboratorieundersøkelser Løsmasseprofil, LG7 Rapportskjema, kalk/sementinnblanding Laboratorieskjema for enaks/treakstesting B B1 B2 B3 Vedlegg Datablad, kalk og sement, 2 sider A4 1 Tillegg Forklaring av løsmasseprofil 11 Nr. Nr. Statens Vegvesen Region Øst / Ny tverrveg, Jessheim / 11-143 Rapport 3, Kalksementinnblanding / KR
5 1 Innledning Det skal etableres en tverrforbindelse mellom Rv174 og Ringvegen på Jessheim. Utbyggingen vil omfatte en 22 meter lang kulvert under jernbanen med 2 kjørebaner pluss fortau. Ringvegen skal rehabiliteres og bygges om for å passe sammen med den nye tverrvegen. 1.1 Formål Byggegropen for bygging av trau og kulvert til ny tverrveg skal delvis kalksementstabiliseres. For å bestemme nødvendig innblandingsmengde av kalk/sement skal det gjennomføres laboratorieforsøk. 1.2 Underleverandører Akershus Grunnboring AS har gjennomført grunnundersøkelsene og innmålingen av borpunktene. Bane og elsikkerhet har utført jobben som hovedsikkerhetsvakt under undersøkelsene på og langs jernbanen. Veigutta AS har utferdiget skiltplan, varsling og dirigering ifb. boring i Ringvegen. 1.3 Oppdragsgiver Vår oppdragsgiver er Rambøll AS, representert ved Marit Liv Solbjørg. 2 Utførte undersøkelser 2.1 Befaring Det har vært gjennomført en befaring i regi av Rambøll AS den 19. august 2011, med oppmøte fra Rambøll, Statens Vegvesen, JBV og Løvlien Georåd. Der ble jernbanesporet og den vestre delen av prosjektet befart. Videre har geotekniker Kristoffer Rabstad fra Løvlien Georåd AS befart hele byggeområdet ved flere anledninger i forbindelse med utsetting av borpunkt, kabelpåvisning, avlesning av poretrykksmålere og utførelsen av grunnundersøkelsene. 2.2 Grunnundersøkelser Grunnundersøkelsene er beskrevet i sin helhet i vår datarapport, ref /1/. Borpunktenes plassering er vist i bilag A1. 2.3 Laboratoriearbeider 2.3.1 Laboratoriearbeider på ubehandlede masser Laboratoriearbeidene på de ubehandlede massene er beskrevet i vår datarapport, ref /1/, med unntak av rutinearbeider på sylinderen fra punkt LG7. Denne ble holdt som reserve i tilfelle en skulle ha behov for ytterligere råmateriale til kalksementinnblanding. Det er nå utført rutineforsøk på sylinderen i punkt LG7, fremvist i løsmasseprofil i bilag B1. Dette innebefatter visuell beskrivelse, måling av udrenert skjærfasthet (konus og enaksforsøk), vanninnhold og tyngdetetthet. Løsmasseprofil er forklart i tillegg 11 bakerst i rapporten. 2.3.2 Laboratoriearbeider på kalksementstabiliserte masser Det var planlagt å ha herdeperioder på 7 og 28 dager for hvert innblandingsforhold, i tillegg ble det laget en reservesylinder per innblandingsforhold og herdetid. Ved avslutning av laboratoriearbeidene ble det utført trykkprøving av de tre resterende reserveprøver etter 41 dager. Statens Vegvesen Region Øst / Ny tverrveg, Jessheim / 11-143 Rapport 3, Kalksementinnblanding / KR
6 Totalt er det utført 16 innblandingsforsøk på leiren. På disse prøvesylindrene er det utført 15 enaksielle trykkforsøk, i tillegg til et treaksialforsøk. 2.4 Målearbeid Borpunktene er innmålt med GPS-landmålingsutstyr. Piezometerene er plassert inn i situasjonsplanen for å gi oversikt. Basert på dette målearbeidet og utførte grunnboringer har vi utarbeidet en koordinat- og borpunktliste, se bilag A3. 3 Beskrivelse av laboratoriearbeider 3.1 Innblanding Innblandingsforsøkene er utført iht. kapittel 14.483 i ref /2/. Innblandingsmengdene ble bestemt etter volummetoden. Antall prøver med de forskjellige innblandingsmengdene bindingsmiddel er listet i tabell 1. Tabell 1 Prøvesylindre Antall Innblandingsmengde Andel kalk Andel sement [kg m 3 ] 4 stk 65 50% 50% 4 stk 80 50% 50% 4 stk 80 25% 75% 4 stk 95 50% 50% Datablad for kalken og sementen (levert av Franzefoss kalk/norcem) som ble nyttet som bindingsmiddel er framvist i vedlegg 1. Rapportskjemaet for laboratoriearbeidene, bilag B2, detaljerer leirmassenes egenskaper før og etter kalksementstabilisering. Leiren som er brukt i innblandingsforsøkene er hentet opp fra punkt LG6. 3.2 Lagring Siden størstedelen av kalksementstabiliseringen skal utføres i blokk, ble det bestemt at de to første dagene av herdingen skulle foregå i romtemperatur (20 ), deretter i kjølerom med kontrollert temperatur på 8 fram til prøving av sylindrene. Grunnlaget for å la sylindrene herde to dager i romtemperatur er at man oppnår en situasjon noe nærmere det som skjer i en blokkonfigurasjon av kalksementstabiliserte masser. I en blokk utvikles det såvidt store mengder varme fra herdereaksjonene at man får en temperatur i bakken som er større enn 8, og herdeprosessen vil følgelig gå raskere. Statens Vegvesen Region Øst / Ny tverrveg, Jessheim / 11-143 Rapport 3, Kalksementinnblanding / KR
7 3.3 Enaksiell trykkprøving Den enaksielle trykkprøvingen ble foretatt i et GDSTAS-system fra GDS Instruments, ref /3/. Forsøkene ble foretatt med en tøyningshastighet på 1 mm min og dataregistrering hvert 2 sekund. Prøvene ble belastet til brudd eller minimum 6% aksiell tøyning. 3.4 Treaksialforsøk Treaksialforsøket ble gjennomført med isotrop konsolidering. σ a = σ r = 95 kpa. Forsøket ble gjennomført uten baktrykk (poretrykk), da vi vurderer at det ikke vil være fritt vann i de kalksementstabiliserte massene før lenge etter at byggegropen er lukket. 4 Resultater av trykkprøving Figur 2 - s u mot innblandingsmengde 275 250 225 s_u [kpa] 200 175 150 125 100 75 7 (8) dager herdetid 50/50 7 dager 25/75 28 dager herdetid 50/50 28 dager 25/75 30 dager treaks 50/50 41 dager herdetid 50/50 41 dager herdetid 25/75 50 65 70 75 80 85 90 95 Innblandingsmengde [kg/m^3] Figur 2 viser en sammenstilling s u fra trykkprøvingene satt opp mot innblandingsmengde. Resultatene er differensiert på blandingsforhold og herdetid. Samtlige trykkforsøk gikk til brudd med aksiell tøyning mindre enn 6%. Med unntak av sylinder nr. 1 (65 kg, 50/50, 7 dager), som gikk til brudd på 6,2%, det er valgt å se bort fra denne prøven. Bruddet gikk loddrett gjennom prøven på en langt lavere belastning enn resterende prøver. De aktuelle tøyningsnivå og tilhørende styrke er vist i bilag B3. Statens Vegvesen Region Øst / Ny tverrveg, Jessheim / 11-143 Rapport 3, Kalksementinnblanding / KR
8 4.1 Innblandingsmengde 65 kg m 3 For innblandingsmengde 65 kg m 3 har en s u på 106 kpa etter 8 dager herdetid. Etter 28 dager har vi en gjennomsnittlig s u på 144,5 kpa for innblandingsmengde 65 kg m 3. 4.2 Innblandingsmengde 80 kg m 3 Innblanding av 80 kg m 3 bindingsmiddel med blandingsforhold 50/50 brent kalk og sement gir konsistent s u over 150 kpa etter 28 dager herding. For blandingsforhold 25% brent kalk og 75% sement har vi to målinger etter 28 dager, en på 117,5 kpa og en på 167,4 kpa. Dette gir et gjennomsnitt på 142,5 kpa. 4.3 Innblandingsmengde 95 kg m 3 For innblandingsmengde 95 kg m 3 har en konsekvent lavere styrke enn for 80 kg m 3. Høyeste målte styrke er 147,4 kpa etter 41 dager herding. 5 Referanser /1/ Løvlien Georåd AS, Ny tverrveg, Jessheim, Grunnundersøkelser, datarapport, 11-143 nr. 1, revisjon 1, datert 09.05.12 /2/ Statens Vegvesen, Håndbok 014, Laboratorieundersøkelser, normaler, Statens Vegvesen, Juni 2005 /3/ GDS Instruments, GDSTAS Datasheet, http://gdsinstruments.com/datasheets/gdstas_datasheet.pdf sist besøkt 07.06.12 Statens Vegvesen Region Øst / Ny tverrveg, Jessheim / 11-143 Rapport 3, Kalksementinnblanding / KR
Forklaring av løsmasseprofil Tillegg 11