Teknologidagene 2017 Jetpeling, utførelse under krevende forhold

Teknologidagene 2017 Jetpeling, utførelse under krevende forhold Siv.ing. geoteknikk Knut Erik Lier kelier@jetgrunn.no Jetgrunn AS www.jetgrunn.no

Innhold Info om Jetgrunn Metodene, J2 og EC1 Utvalgte prosjekter FV 32 Hovenga, Porsgrunn E18 Skjeggestadbrua Andre anvendelsesområder Refundamentering Sikringskonstruksjoner Dype sjakter Tettekonstruksjoner 2

Jetgrunn Startet opp i 1983 Jobbet på 80-tallet med FoU Sammenheng mellom parametre og geometri, homogenitet og fasthet i ulike jordarter 3

1991 FoU Eidangerprosjektet Samarbeid Svv og Næringsdep. Etablering av vei under jernbanen. Etablerte jetpeler mens jernbanen var i full drift. Gravde ut og etablerte vei etter at spor var lagt om på bro over jetpelene. Testet ut nedboring uten last på borekronen (bare erosjon). Basert på nedboringstiden ble parametre for etablering av pelene bestemt. Uttesting av sement og tilsetningsstoffer for optimalisere fastheten i pelene. 4

1994 FoU Leirsund Samarbeid med NSB Gardermobanen Egenutviklet metode for å «skifte ut» leirmassene i grunnen med fabrikk betong (EC1-metoden). Utvikling av betongresepter mhp motstand mot utvasking, utflytningsegenskaper, konsistens og fasthetsutvikling 5

Metodene Hva er jetpeler? En roterende høytrykks væskestråle eroderer ned jordstrukturen Sement og vann blandes inn slik at man øker fastheten i jordmassene 6

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 7

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 8

EC1 peler Animasjon 9

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 valg av parametre som anvendes 10

J2 peler Animasjon 11

Metodene Variasjonsområder avhengig av metode og jordart Typiske verdier for geobetongpeler etablert i forskjellige jordarter. Verdiene for diameter, fasthet, permeabilitet, E-modul og tyngdetetthet kan styres innenfor angitt område. Geobetongpeler, J2 Jordart Ø [m] Trykkfasthet [MPa] Permeabilitet [m/s] E-modul [GPa] Tyngde-tetthet [kn/m 3 ] Leire 0,5-2,0 1-15 10-8 -10-10 1-8 14-18 Sand 0,5-2,5 1-30 10-8 -10-10 1-15 16-22 Grus 0,5-2,5 1-30 10-7 -10-9 1-18 16-22 Morene 0,5-2,5 1-20 10-6 -10-8 1-15 14-22 Steinfylling N/A N/A 8 N/A 12

Metodene Variasjonsområder avhengig av metode og jordart Typiske verdier for in-situ betongutstøpte peler etablert i leir/silt/finsand. Verdiene for diameter styres innenfor angitt område. In-situ betongutstøpte jetpeler, EC1 Jordart Ø [m] Betongkvalitet [MPa] Permeabilitet [m/s] E-modul [GPa] Tyngde-tetthet [kn/m 3 ] Leire/silt/finsand 1,0-2,0 B45 10-12 35 23 Sand N/A N/A N/A Grus N/A N/A N/A Morene N/A N/A N/A Steinfylling N/A N/A N/A 13

Prosjekter Fv32 Gimlevegen Augestadvegen 14

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen Entreprisen omfatter bl.a. en 385 m lang løsmassetunnel 15

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen Traseen ligger langs jernbanen på den ene siden, og eneboliger/blokker på den andre siden Det ble stilt strenge krav til hvor store deformasjoner som kunne aksepteres på spuntveggene Det ble stilt strenge krav i fm senkning av grunnvannstand både i byggefasen og i permanentfasen 16

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen Totalentreprise med konkurransepreget dialog 4 tilbydere var prekvalifiserte AF Gruppen ble valgt som totalentreprenør Med seg på laget hadde AF Gruppen: RIB/RIG Norconsult UE jetpeler Jetgrunn 17

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen Løsningsforslag i konkurransegrunnlag 19

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen Løsningsforslag i konkurransegrunnlag 20

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen AF Gruppens løsning 21

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen Faser 22

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen Krav til tetthet i konstruksjonen. Dimensjonerende grunnvannstand ligger omtrent i terrengnivå Krav om at maksimal innlekkasje i tunnel skal være mindre enn 2 liter pr 100 m pr minutt 26

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen EC1-peler 27

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen EC1-peler Laster fra tak og spunt føres ned i EC1-peler. Store laster føres ned via spuntnål krever god betongkvalitet. Krav. B45 28

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen EC1-peler Det ble etablert 555 EC1-peler (En pel i hver buk av spunten) Diameter: Lengde pel: ø 2.0 m 2.2 m 29

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen EC1-peler Viktige forhold knyttet til betong vi benytter Høy fasthet Meget gode utflytningsegenskaper Meget høy motstand mot utvasking God kontroll på herdetid I støpeprosessen er det viktig at støpefronten følger etter erosjonsstrålen, men den skal ikke komme opp til erosjonsstrålen 30

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen Trykkfasthet 555 EC1-peler Antall tester etter 28 døgn 41 stk Krav til trykkfasthet B45 (terningfasthet): 55 MPa Midlere trykkfasthet: 67,7 MPa Karakteristisk trykkfasthet: 65,0 MPa Tilvekst. Testing etter 50 61 døgn Antall tester: 37 stk Midlere trykkfasthet: 77,4 MPa Karakteristisk trykkfasthet: 73,6 MPa 31

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen EC1-peler Kjerneboring for kontroll av homogenitet 32

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen J2-peler 33

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen J2-peler Pelene stiver av konstruksjonen slik at deformasjonene minimaliseres både i byggefasen og permanentsituasjonen Pelene etableres som en trykkbue for å ta oppadrettet trykk fra grunnvannet. Pelene skal danne en tett konstruksjon mhp innlekkasjer av vann i tunnelen Krav til trykkfasthet i pelematerialet: 7 MPa 34

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen J2-peler Antall peler: Diameter: Lengde pel: 2096 stk ø 2.0 m 1.5 2.0 m 35

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen J2-peler For å få en tett konstruksjon var det meget viktig at alle de 2000 pelene ble plassert ut nøyaktig. Alle peler hadde forskjellig nivå på topp og bunn pel For å unngå feilplassering og avvik ved utsetting benyttet vi GPS med x, y og z både topp og bunn pel Ut fra det som er gravd ut nå er det ingen tegn til lekkasjer gjennom jetpelplata 36

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen J2-peler Trykkfasthet 2096 EC1-peler Antall tester etter 28 døgn 288 stk Krav til trykkfasthet (terningfasthet): 7 MPa Midlere trykkfasthet: 10,3 MPa Karakteristisk trykkfasthet: 9,3 MPa 37

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen Kontrollomfang: Kontroll med parametre. Kontroll av at parameteren som benyttes er i hht det som er beskrevet. Kontroll av fasthet. Trykking av terninger for å verifisere fasthet. Kontroll med betongleveranser. EC1-peler. GPS. Kontroll med avvik i forhold til prosjektert. Kontrollboringer for å sjekke diameter og nivå. Kjerneboringer for å kontrollere homogenitet 38

Fv 32 Gimlevegen - Augestadvegen Status nå, utgraving pågår 39

E18, Skjeggestadbrua E18 ved Holmestrand 2 parallelle kassebruer med lengde 230 m Bru øst ble bygd i 2001 40

E18, Skjeggestadbrua 2. februar gikk det et grunnbrudd som medførte at bro vest fikk store skader. E18 ble stengt i begge retninger. Bro vest ble senere revet Bro øst ble bevart, men 2 fundamenter hadde fått deformasjoner og måtte forsterkes før man kunne sette trafikk på broa. 41

E18, Skjeggestadbrua Akse 4 Var opprinnelig fundamentert til berg på 12 stålkjernepeler. Valgte å refundamentere fundamentet på 14 jetpeler som i bunnen ble avsluttet mot berg/fast morene. 42

E18, Skjeggestadbrua Akse 4 Plan jetpeler 43

E18, Skjeggestadbrua Akse 5 Var opprinnelig fundamentert til berg på 16 betongpeler. Valgte å refundamentere fundamentet på 16 jetpeler som i bunnen ble avsluttet mot berg. 44

E18, Skjeggestadbrua Akse 5 Plan jetpeler 45

E18, Skjeggestadbrua 46

E18, Skjeggestadbrua Aktører: Byggherre Hovedentreprenør RIB RIG UE Jetpeler Statens vegvesen region sør Skanska Norge AS Rambøll AS Norges Geotekniske institutt Jetgrunn AS 47

E18, Skjeggestadbrua Grunnforhold. Akse 4 Dybde til berg 20 48 m Leire som er sensitiv (delvis kvikkleire) Fast morene under deler av fundamentet Akse 5 Dybde til berg 8 12 m Lagdelte masser med mye leire 48

E18, Skjeggestadbrua Krav knyttet til jetpelene Diameter pel: ø 2.0 m Kjerneboring og akustikk Karakteristisk terning fasthet: 3 MPa Terninger for trykking Pelene skal ha god kontakt mot berg og uk fundament Kjerneboring Parametre Valgte parametre skal dokumenteres Setninger i byggefasen Daglige setningsmålinger 49

E18, Skjeggestadbrua Kjerneboring 51

E18, Skjeggestadbrua Akse 5 Kjerneboring på skrå 52

E18, Skjeggestadbrua Akse 5 Kjerneboring på skrå Meget god overenstemmelse mellom teoretisk lengde pel i hullet og oppmålt lengde fra kjerneboringen 53

E18, Skjeggestadbrua Akse 4 Kjerneboring vertikalt 54

E18, Skjeggestadbrua Akse 4 Kjerneboring vertikalt 55

E18, Skjeggestadbrua Akustikk Når peler skal etableres med kontakt mot hverandre kan vi bruke akustikk for å verifisere kontakt. Vi måler da at erosjonsstrålen kommer i kontakt med nabopelen. Tilsvarende kan vi bruke akustikk for å verifisere kontakt mellom pel og nabokonstruksjoner, f.eks. mellom pel og spunt. 56

E18, Skjeggestadbrua Akustiske målinger utført for å kontrollere innbyrdes kontakt mellom peler 57

E18, Skjeggestadbrua Akustiske målinger utført for å kontrollere innbyrdes kontakt mellom peler Prosjekt: E18 Skjeggestad bru Prosjekt nr.: 59-2015 Prosjektnavn: Mofjellbekken Bru øst Oppdragsgiver: Skanska Norge AS Byggherre: Statens Vegvesen Region Sør Prosjekt Beskrivelse: Sikring av brufundament 4 og 5 Metode: J2-Peler Dato produsert pel 11.05.15/pel 5-5 Dato pel underproduksjon 15.05.15/ pel 5-8 Prosjektleder: Knut Erik Lier Anleggsleder: Andreas Vermedal Teknisk ansvarlig: Lars Hoksrud Akse 5 Pelnr. 5 Utført dato 15.05.2015 Start dybde: 6,31 Stop dybde 5,28 Pelelengde 85cm Start tid: 15:51:50 Stop tid 16:04:27 58

E18, Skjeggestadbrua Akustiske målinger utført for å kontrollere innbyrdes kontakt mellom peler 59

E18, Skjeggestadbrua Trykkfasthet (krav terningfasthet 3 MPa) Fundament akse 4 Fundament akse 5 60

E18, Skjeggestadbrua Kontakt mot berg og uk fundament 61

E18, Skjeggestadbrua Kontakt mot berg og uk fundament 62

E18, Skjeggestadbrua Parametre. Alle data fra produksjonen lagres 63

E18, Skjeggestadbrua Setningsmålinger Det ble utført nivellement daglig mens våre arbeider ble gjennomført. Det ble ikke registrert setninger under utførelsen eller i perioden etter ferdig produksjon. 64

Andre anvendelsesområder 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 66

Andre anvendelsesområder Refundamentering Jetpelene etableres inn under eksisterende fundament 67

Andre anvendelsesområder 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 68

Andre anvendelsesområder 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 69

Andre anvendelsesområder Kombinert refundamentering og sikringskonstruksjon 70

Andre anvendelsesområder 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 71

Andre anvendelsesområder Tetningsskjerm/tetting under spuntvegger For å redusere lekkasjer/senkning av grunnvannstand 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 under gv 72

www.jetgrunn.no Takk for meg!