Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT
SWEDISH GEOTECHNICAL INSTITUTE
No26 SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
REPRINTS AND PRELIMINARY REPORTS
Supplement to the Proceedlngs and Meddelanden of the lnstltute
Saumlttningar vid vaumlgbyggnad Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar Bengt Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar Allan Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera Bengt Broms amp Olle Orrje
STOCKHOLM 1968
)
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT
SWEDISH GEOTECHNICAL INSTITUTE
No26 SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
REPRINTS AND PRELIMINARY REPORTS
Supplement to the Proceedings and Meddelanden of the lnstitute
Saumlttningar vid vaumlgbyggnad Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar Bengt Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar Allan Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera Bengt Broms amp Olle Orrje
STOCKHOLM 1968
GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR VID BEDOumlMNING AV SAumlTTNINGAR
av
Bengt Broms
INNEHAringLL
1 INLEDNING
2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR 31 Planering
32 Omfattning av borrprogram
4bull FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR 41 Sonderingsmetoder
42 Vingborrning
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
432 Ostoumlrda prover
44 Mekanisering
5 LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR 51 Friktionsmaterial
52 Kohesionsmaterial
6 KONTROLLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
62 Portrycksmaumltningar
REFERENSER
1 INLEDNING
I detta foumlredrag ges en sammanfattning av de geotekniska undershy
soumlkningar som utfoumlrs i faumllt och i laboratoriet foumlr bedoumlmning av
saumlttningar i friktions- eller kohesionsmaterial Foumlrst behandlas
de geologiska foumlrharingllanden som har paringverkat de loumlsa jordlagrens
bildning och utbredning i Sverige Vidare diskuteras planering
av geotekniska faumlltundersoumlkningar samt de laboratoriemetoder
som anvaumlnds vid bedoumlmning av kompressibilitet foumlrkonsolideringsshy
tryck etc Slutligen diskuteras metoder foumlr maumltning av saumlttningar
och portryck i faumllt
Stoumlrre fordringar staumllls i dag (1968) paring tillfoumlrlitligheten hos
vaumlggeotekniska undersoumlkningar aumln foumlr bara 10 eller 20 aringr sedan
beroende paring att kraven paring vaumlgarnas linjefaumlring och jaumlmnhet
successivt har oumlkat Denna utveckling har medfoumlrt att houmlgre bankshy
houmljder blivit allt vanligare och att vaumlgarna oftare maringste foumlrshy
laumlggas till omraringden med mycket daringliga grundfoumlrharingllanden
Tillfoumlrlitligheten hos geotekniska beraumlkningar aumlr naumlstan helt
betingade av hur noggrant de underliggande jordlagrens haringllshy
fasthets- och deformationsegenskaper kan bestaumlmmas De beraumlkshy
ningsmetoder som finns i dag aumlr i allmaumlnhet betydligt mer avanshy
cerade aumln vad som motsvarar de resultat som erharinglls genom nuvashy
rande faumllt- eller laboratoriemetoder vad avser bestaumlmning av saringshy
dana egenskaper som skjuvharingllfasthet kompressibilitet eller
foumlrkonsolideringsgrad
Foumlr vaumlggeoteknikens fortsatta utveckling aumlr kontrollmaumltningar
vid tex vaumlg- och brobyggnader av stor betydelse Endast genom
saringdana maumltningar aumlr det moumljligt att bedoumlma begraumlnsningen och
tillfoumlrlitligheten hos de beraumlkningsmetoder som brukas i dag
och som ofta aumlr grUhdade paring foumlrenklade teoretiska resonemang och
laboratoriefoumlrsoumlk Aumlven genom faumlltmaumltningar kan man tex i tid
upptaumlcka om saumlttningarna blir stoumlrre aumln beraumlknat saring att effektishy
va motaringtgaumlrder kan saumlttas in
2
2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE
I Sverige foumlrekommer lmappast naringgra loumlsa avlagringar som aumlr fraringn
pre- eller interglacial tid beroende paring att inlandsisen skrapa-
de bort de loumlsa sedimentaumlra jordlagren Jordmaterialets egenskashy
per aumlr saringledes till stor del betingade av de geologiska foumlrharingllanshy
den som raringtt de senaste ca 10000 aringren efter den sista istiden
Aumlven stora stycken av det underliggande berget broumlts loss och
maldes soumlnder Det paring saring saumltt bildade heterogena moraumlnmaterialet
taumlcker i dag cirka 70 av Sveriges totala yta
Moraumlnens egenskaper paringverkas i viss maringn av ursprungsmaterialet
Grovkornig granit har ofta gett upphov till en taumlmligen blockshy
rik moraumln medan skiffer och maumlrgelsten givit lerig moraumln eller
moraumlnlera De saumlttningar som man faringr vid belastning av moraumln aumlr
i allmaumlnhet smaring Den undre delen av moraumlnen bottenmoraumlnen som
ibland ocksaring kallas pinnmo har varit utsatt foumlr ett oumlverlagshy
ringstryck som motsvarar det ovanliggande istaumlckets massa Isshy
taumlckets tjocklek och daumlrmed oumlverlagringstrycket varierade i olika
delar av Sverige Den stoumlrsta istjockleken fanns troligtvis laumlngs
Norrlands kustland Daumlr torde oumlverlagringstrycket ha varit av
storleksordningen 300 kpcm2bull I soumldra delen av Sverige var isshy
taumlcket 2000-2500 m tjockt Denna istjocklek motsvarar ett oumlvershy2
lagringstryck av ca 200 kpcm bull
Stoumlrre saumlttningar erharinglls i sedimentjordarter Dessa jordarter
har bildats av det material som fraumlmst isaumllvarna foumlrde med sig
vid avsmaumlltningen Det groumlvsta materialet (sten grus och sand)
avsattes naumlra isaumllvarnas mynning intill iskanten medan det fishy
nare materialet (mjaumlla och ler) foumlrdes en avsevaumlrd straumlcka ut
i Baltiska issjoumln samt de issjoumlar som daring taumlckte Sveriges yta
Daring avsmaumlltningen var stor under sommarhalvaringret avsattes stora
maumlngder mo och mjaumlla medan ler avlagrades fraumlmst under houmlst- och
vinterperioderna Paring detta saumltt bildades en del av de varviga
glacialleror som taumlcker stora delar av fraumlmst mellersta och oumlstshy
ra Sverige Aumlven skillnader i organisk halt mellan de sediment
som avsattes under vinter- och sommarhalvaringren kan ha foumlrorsakat
att leran blivit varvig trots att skillnaden i kornstorlek mel-
3
lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets
salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy
rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten
Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den
Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m
Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en
successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy
houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy
manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot
en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr
Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla
Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ
saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar
som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har
kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av
roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda
saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy
ytan
Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy
lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy
halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall
minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet
dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan
delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs
tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista
hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga
aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till
bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom
grundvattenstroumlmning
Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under
den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under
avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy
sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland
och mellersta Jaumlmtland
4
Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m
maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy
mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy
land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy
tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy
land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga
kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy
utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy
laumlnta omraringden
Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel
starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I
laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan
1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring
till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy
sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring
belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta
uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i
omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden
oumlverstiger 2 a 3 m
I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av
sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy
ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som
under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av
den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned
i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy
menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och
sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem
Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De
metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i
svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna
foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-
raso
Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs
oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som
foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy
iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr
5
det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy
pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och
brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande
Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med
tillfredsstaumlllande noggrannhet
Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr
inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel
haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i
rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy
lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning
Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material
av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta
lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt
genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy
rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar
finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats
med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy
fraringgor felbedoumlmts
Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy
kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy
foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy
sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy
slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy
nen
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR
31 Planering
En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger
upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med
grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy
ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som
kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy
liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy
lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy
tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy
se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i
6
I
naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis
nyttjas
En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy
dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella
omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet
(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy
ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a
Statens Vaumlgverk
kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder
faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde
saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy
tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas
ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer
draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy
toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy
tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring
en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial
Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy
liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll
de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy
liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom
omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy
meabili tet och grundvattenytans laumlge
Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy
nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med
friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en
karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy
differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy
gelstereoskop och maumltmikrometer
Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av
den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt
av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy
del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas
samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet
-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI
EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I
Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder
7
32 Omfattning av borrprogram
Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy
nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering
samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)
Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som
regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy
ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy
staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy
doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt
kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet
maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja
sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy
borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy
ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden
kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig
noggrannhet
Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy
maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy
halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka
relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11
undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt
avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka
1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen
Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy
skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som
regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds
foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy
litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy
soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy
ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy
den inom omraringdet
En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy
borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy
haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10
och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
)
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT
SWEDISH GEOTECHNICAL INSTITUTE
No26 SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
REPRINTS AND PRELIMINARY REPORTS
Supplement to the Proceedings and Meddelanden of the lnstitute
Saumlttningar vid vaumlgbyggnad Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar Bengt Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar Allan Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera Bengt Broms amp Olle Orrje
STOCKHOLM 1968
GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR VID BEDOumlMNING AV SAumlTTNINGAR
av
Bengt Broms
INNEHAringLL
1 INLEDNING
2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR 31 Planering
32 Omfattning av borrprogram
4bull FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR 41 Sonderingsmetoder
42 Vingborrning
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
432 Ostoumlrda prover
44 Mekanisering
5 LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR 51 Friktionsmaterial
52 Kohesionsmaterial
6 KONTROLLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
62 Portrycksmaumltningar
REFERENSER
1 INLEDNING
I detta foumlredrag ges en sammanfattning av de geotekniska undershy
soumlkningar som utfoumlrs i faumllt och i laboratoriet foumlr bedoumlmning av
saumlttningar i friktions- eller kohesionsmaterial Foumlrst behandlas
de geologiska foumlrharingllanden som har paringverkat de loumlsa jordlagrens
bildning och utbredning i Sverige Vidare diskuteras planering
av geotekniska faumlltundersoumlkningar samt de laboratoriemetoder
som anvaumlnds vid bedoumlmning av kompressibilitet foumlrkonsolideringsshy
tryck etc Slutligen diskuteras metoder foumlr maumltning av saumlttningar
och portryck i faumllt
Stoumlrre fordringar staumllls i dag (1968) paring tillfoumlrlitligheten hos
vaumlggeotekniska undersoumlkningar aumln foumlr bara 10 eller 20 aringr sedan
beroende paring att kraven paring vaumlgarnas linjefaumlring och jaumlmnhet
successivt har oumlkat Denna utveckling har medfoumlrt att houmlgre bankshy
houmljder blivit allt vanligare och att vaumlgarna oftare maringste foumlrshy
laumlggas till omraringden med mycket daringliga grundfoumlrharingllanden
Tillfoumlrlitligheten hos geotekniska beraumlkningar aumlr naumlstan helt
betingade av hur noggrant de underliggande jordlagrens haringllshy
fasthets- och deformationsegenskaper kan bestaumlmmas De beraumlkshy
ningsmetoder som finns i dag aumlr i allmaumlnhet betydligt mer avanshy
cerade aumln vad som motsvarar de resultat som erharinglls genom nuvashy
rande faumllt- eller laboratoriemetoder vad avser bestaumlmning av saringshy
dana egenskaper som skjuvharingllfasthet kompressibilitet eller
foumlrkonsolideringsgrad
Foumlr vaumlggeoteknikens fortsatta utveckling aumlr kontrollmaumltningar
vid tex vaumlg- och brobyggnader av stor betydelse Endast genom
saringdana maumltningar aumlr det moumljligt att bedoumlma begraumlnsningen och
tillfoumlrlitligheten hos de beraumlkningsmetoder som brukas i dag
och som ofta aumlr grUhdade paring foumlrenklade teoretiska resonemang och
laboratoriefoumlrsoumlk Aumlven genom faumlltmaumltningar kan man tex i tid
upptaumlcka om saumlttningarna blir stoumlrre aumln beraumlknat saring att effektishy
va motaringtgaumlrder kan saumlttas in
2
2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE
I Sverige foumlrekommer lmappast naringgra loumlsa avlagringar som aumlr fraringn
pre- eller interglacial tid beroende paring att inlandsisen skrapa-
de bort de loumlsa sedimentaumlra jordlagren Jordmaterialets egenskashy
per aumlr saringledes till stor del betingade av de geologiska foumlrharingllanshy
den som raringtt de senaste ca 10000 aringren efter den sista istiden
Aumlven stora stycken av det underliggande berget broumlts loss och
maldes soumlnder Det paring saring saumltt bildade heterogena moraumlnmaterialet
taumlcker i dag cirka 70 av Sveriges totala yta
Moraumlnens egenskaper paringverkas i viss maringn av ursprungsmaterialet
Grovkornig granit har ofta gett upphov till en taumlmligen blockshy
rik moraumln medan skiffer och maumlrgelsten givit lerig moraumln eller
moraumlnlera De saumlttningar som man faringr vid belastning av moraumln aumlr
i allmaumlnhet smaring Den undre delen av moraumlnen bottenmoraumlnen som
ibland ocksaring kallas pinnmo har varit utsatt foumlr ett oumlverlagshy
ringstryck som motsvarar det ovanliggande istaumlckets massa Isshy
taumlckets tjocklek och daumlrmed oumlverlagringstrycket varierade i olika
delar av Sverige Den stoumlrsta istjockleken fanns troligtvis laumlngs
Norrlands kustland Daumlr torde oumlverlagringstrycket ha varit av
storleksordningen 300 kpcm2bull I soumldra delen av Sverige var isshy
taumlcket 2000-2500 m tjockt Denna istjocklek motsvarar ett oumlvershy2
lagringstryck av ca 200 kpcm bull
Stoumlrre saumlttningar erharinglls i sedimentjordarter Dessa jordarter
har bildats av det material som fraumlmst isaumllvarna foumlrde med sig
vid avsmaumlltningen Det groumlvsta materialet (sten grus och sand)
avsattes naumlra isaumllvarnas mynning intill iskanten medan det fishy
nare materialet (mjaumlla och ler) foumlrdes en avsevaumlrd straumlcka ut
i Baltiska issjoumln samt de issjoumlar som daring taumlckte Sveriges yta
Daring avsmaumlltningen var stor under sommarhalvaringret avsattes stora
maumlngder mo och mjaumlla medan ler avlagrades fraumlmst under houmlst- och
vinterperioderna Paring detta saumltt bildades en del av de varviga
glacialleror som taumlcker stora delar av fraumlmst mellersta och oumlstshy
ra Sverige Aumlven skillnader i organisk halt mellan de sediment
som avsattes under vinter- och sommarhalvaringren kan ha foumlrorsakat
att leran blivit varvig trots att skillnaden i kornstorlek mel-
3
lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets
salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy
rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten
Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den
Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m
Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en
successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy
houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy
manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot
en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr
Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla
Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ
saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar
som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har
kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av
roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda
saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy
ytan
Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy
lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy
halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall
minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet
dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan
delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs
tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista
hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga
aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till
bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom
grundvattenstroumlmning
Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under
den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under
avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy
sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland
och mellersta Jaumlmtland
4
Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m
maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy
mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy
land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy
tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy
land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga
kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy
utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy
laumlnta omraringden
Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel
starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I
laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan
1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring
till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy
sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring
belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta
uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i
omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden
oumlverstiger 2 a 3 m
I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av
sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy
ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som
under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av
den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned
i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy
menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och
sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem
Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De
metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i
svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna
foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-
raso
Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs
oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som
foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy
iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr
5
det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy
pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och
brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande
Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med
tillfredsstaumlllande noggrannhet
Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr
inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel
haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i
rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy
lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning
Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material
av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta
lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt
genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy
rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar
finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats
med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy
fraringgor felbedoumlmts
Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy
kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy
foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy
sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy
slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy
nen
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR
31 Planering
En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger
upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med
grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy
ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som
kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy
liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy
lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy
tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy
se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i
6
I
naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis
nyttjas
En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy
dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella
omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet
(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy
ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a
Statens Vaumlgverk
kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder
faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde
saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy
tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas
ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer
draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy
toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy
tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring
en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial
Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy
liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll
de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy
liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom
omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy
meabili tet och grundvattenytans laumlge
Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy
nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med
friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en
karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy
differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy
gelstereoskop och maumltmikrometer
Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av
den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt
av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy
del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas
samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet
-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI
EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I
Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder
7
32 Omfattning av borrprogram
Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy
nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering
samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)
Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som
regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy
ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy
staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy
doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt
kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet
maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja
sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy
borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy
ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden
kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig
noggrannhet
Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy
maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy
halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka
relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11
undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt
avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka
1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen
Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy
skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som
regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds
foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy
litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy
soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy
ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy
den inom omraringdet
En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy
borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy
haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10
och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR VID BEDOumlMNING AV SAumlTTNINGAR
av
Bengt Broms
INNEHAringLL
1 INLEDNING
2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR 31 Planering
32 Omfattning av borrprogram
4bull FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR 41 Sonderingsmetoder
42 Vingborrning
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
432 Ostoumlrda prover
44 Mekanisering
5 LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR 51 Friktionsmaterial
52 Kohesionsmaterial
6 KONTROLLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
62 Portrycksmaumltningar
REFERENSER
1 INLEDNING
I detta foumlredrag ges en sammanfattning av de geotekniska undershy
soumlkningar som utfoumlrs i faumllt och i laboratoriet foumlr bedoumlmning av
saumlttningar i friktions- eller kohesionsmaterial Foumlrst behandlas
de geologiska foumlrharingllanden som har paringverkat de loumlsa jordlagrens
bildning och utbredning i Sverige Vidare diskuteras planering
av geotekniska faumlltundersoumlkningar samt de laboratoriemetoder
som anvaumlnds vid bedoumlmning av kompressibilitet foumlrkonsolideringsshy
tryck etc Slutligen diskuteras metoder foumlr maumltning av saumlttningar
och portryck i faumllt
Stoumlrre fordringar staumllls i dag (1968) paring tillfoumlrlitligheten hos
vaumlggeotekniska undersoumlkningar aumln foumlr bara 10 eller 20 aringr sedan
beroende paring att kraven paring vaumlgarnas linjefaumlring och jaumlmnhet
successivt har oumlkat Denna utveckling har medfoumlrt att houmlgre bankshy
houmljder blivit allt vanligare och att vaumlgarna oftare maringste foumlrshy
laumlggas till omraringden med mycket daringliga grundfoumlrharingllanden
Tillfoumlrlitligheten hos geotekniska beraumlkningar aumlr naumlstan helt
betingade av hur noggrant de underliggande jordlagrens haringllshy
fasthets- och deformationsegenskaper kan bestaumlmmas De beraumlkshy
ningsmetoder som finns i dag aumlr i allmaumlnhet betydligt mer avanshy
cerade aumln vad som motsvarar de resultat som erharinglls genom nuvashy
rande faumllt- eller laboratoriemetoder vad avser bestaumlmning av saringshy
dana egenskaper som skjuvharingllfasthet kompressibilitet eller
foumlrkonsolideringsgrad
Foumlr vaumlggeoteknikens fortsatta utveckling aumlr kontrollmaumltningar
vid tex vaumlg- och brobyggnader av stor betydelse Endast genom
saringdana maumltningar aumlr det moumljligt att bedoumlma begraumlnsningen och
tillfoumlrlitligheten hos de beraumlkningsmetoder som brukas i dag
och som ofta aumlr grUhdade paring foumlrenklade teoretiska resonemang och
laboratoriefoumlrsoumlk Aumlven genom faumlltmaumltningar kan man tex i tid
upptaumlcka om saumlttningarna blir stoumlrre aumln beraumlknat saring att effektishy
va motaringtgaumlrder kan saumlttas in
2
2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE
I Sverige foumlrekommer lmappast naringgra loumlsa avlagringar som aumlr fraringn
pre- eller interglacial tid beroende paring att inlandsisen skrapa-
de bort de loumlsa sedimentaumlra jordlagren Jordmaterialets egenskashy
per aumlr saringledes till stor del betingade av de geologiska foumlrharingllanshy
den som raringtt de senaste ca 10000 aringren efter den sista istiden
Aumlven stora stycken av det underliggande berget broumlts loss och
maldes soumlnder Det paring saring saumltt bildade heterogena moraumlnmaterialet
taumlcker i dag cirka 70 av Sveriges totala yta
Moraumlnens egenskaper paringverkas i viss maringn av ursprungsmaterialet
Grovkornig granit har ofta gett upphov till en taumlmligen blockshy
rik moraumln medan skiffer och maumlrgelsten givit lerig moraumln eller
moraumlnlera De saumlttningar som man faringr vid belastning av moraumln aumlr
i allmaumlnhet smaring Den undre delen av moraumlnen bottenmoraumlnen som
ibland ocksaring kallas pinnmo har varit utsatt foumlr ett oumlverlagshy
ringstryck som motsvarar det ovanliggande istaumlckets massa Isshy
taumlckets tjocklek och daumlrmed oumlverlagringstrycket varierade i olika
delar av Sverige Den stoumlrsta istjockleken fanns troligtvis laumlngs
Norrlands kustland Daumlr torde oumlverlagringstrycket ha varit av
storleksordningen 300 kpcm2bull I soumldra delen av Sverige var isshy
taumlcket 2000-2500 m tjockt Denna istjocklek motsvarar ett oumlvershy2
lagringstryck av ca 200 kpcm bull
Stoumlrre saumlttningar erharinglls i sedimentjordarter Dessa jordarter
har bildats av det material som fraumlmst isaumllvarna foumlrde med sig
vid avsmaumlltningen Det groumlvsta materialet (sten grus och sand)
avsattes naumlra isaumllvarnas mynning intill iskanten medan det fishy
nare materialet (mjaumlla och ler) foumlrdes en avsevaumlrd straumlcka ut
i Baltiska issjoumln samt de issjoumlar som daring taumlckte Sveriges yta
Daring avsmaumlltningen var stor under sommarhalvaringret avsattes stora
maumlngder mo och mjaumlla medan ler avlagrades fraumlmst under houmlst- och
vinterperioderna Paring detta saumltt bildades en del av de varviga
glacialleror som taumlcker stora delar av fraumlmst mellersta och oumlstshy
ra Sverige Aumlven skillnader i organisk halt mellan de sediment
som avsattes under vinter- och sommarhalvaringren kan ha foumlrorsakat
att leran blivit varvig trots att skillnaden i kornstorlek mel-
3
lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets
salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy
rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten
Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den
Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m
Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en
successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy
houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy
manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot
en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr
Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla
Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ
saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar
som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har
kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av
roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda
saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy
ytan
Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy
lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy
halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall
minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet
dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan
delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs
tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista
hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga
aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till
bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom
grundvattenstroumlmning
Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under
den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under
avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy
sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland
och mellersta Jaumlmtland
4
Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m
maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy
mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy
land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy
tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy
land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga
kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy
utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy
laumlnta omraringden
Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel
starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I
laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan
1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring
till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy
sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring
belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta
uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i
omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden
oumlverstiger 2 a 3 m
I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av
sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy
ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som
under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av
den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned
i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy
menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och
sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem
Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De
metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i
svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna
foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-
raso
Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs
oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som
foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy
iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr
5
det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy
pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och
brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande
Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med
tillfredsstaumlllande noggrannhet
Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr
inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel
haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i
rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy
lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning
Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material
av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta
lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt
genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy
rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar
finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats
med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy
fraringgor felbedoumlmts
Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy
kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy
foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy
sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy
slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy
nen
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR
31 Planering
En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger
upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med
grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy
ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som
kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy
liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy
lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy
tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy
se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i
6
I
naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis
nyttjas
En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy
dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella
omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet
(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy
ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a
Statens Vaumlgverk
kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder
faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde
saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy
tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas
ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer
draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy
toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy
tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring
en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial
Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy
liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll
de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy
liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom
omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy
meabili tet och grundvattenytans laumlge
Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy
nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med
friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en
karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy
differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy
gelstereoskop och maumltmikrometer
Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av
den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt
av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy
del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas
samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet
-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI
EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I
Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder
7
32 Omfattning av borrprogram
Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy
nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering
samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)
Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som
regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy
ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy
staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy
doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt
kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet
maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja
sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy
borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy
ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden
kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig
noggrannhet
Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy
maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy
halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka
relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11
undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt
avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka
1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen
Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy
skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som
regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds
foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy
litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy
soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy
ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy
den inom omraringdet
En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy
borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy
haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10
och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
INNEHAringLL
1 INLEDNING
2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR 31 Planering
32 Omfattning av borrprogram
4bull FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR 41 Sonderingsmetoder
42 Vingborrning
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
432 Ostoumlrda prover
44 Mekanisering
5 LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR 51 Friktionsmaterial
52 Kohesionsmaterial
6 KONTROLLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
62 Portrycksmaumltningar
REFERENSER
1 INLEDNING
I detta foumlredrag ges en sammanfattning av de geotekniska undershy
soumlkningar som utfoumlrs i faumllt och i laboratoriet foumlr bedoumlmning av
saumlttningar i friktions- eller kohesionsmaterial Foumlrst behandlas
de geologiska foumlrharingllanden som har paringverkat de loumlsa jordlagrens
bildning och utbredning i Sverige Vidare diskuteras planering
av geotekniska faumlltundersoumlkningar samt de laboratoriemetoder
som anvaumlnds vid bedoumlmning av kompressibilitet foumlrkonsolideringsshy
tryck etc Slutligen diskuteras metoder foumlr maumltning av saumlttningar
och portryck i faumllt
Stoumlrre fordringar staumllls i dag (1968) paring tillfoumlrlitligheten hos
vaumlggeotekniska undersoumlkningar aumln foumlr bara 10 eller 20 aringr sedan
beroende paring att kraven paring vaumlgarnas linjefaumlring och jaumlmnhet
successivt har oumlkat Denna utveckling har medfoumlrt att houmlgre bankshy
houmljder blivit allt vanligare och att vaumlgarna oftare maringste foumlrshy
laumlggas till omraringden med mycket daringliga grundfoumlrharingllanden
Tillfoumlrlitligheten hos geotekniska beraumlkningar aumlr naumlstan helt
betingade av hur noggrant de underliggande jordlagrens haringllshy
fasthets- och deformationsegenskaper kan bestaumlmmas De beraumlkshy
ningsmetoder som finns i dag aumlr i allmaumlnhet betydligt mer avanshy
cerade aumln vad som motsvarar de resultat som erharinglls genom nuvashy
rande faumllt- eller laboratoriemetoder vad avser bestaumlmning av saringshy
dana egenskaper som skjuvharingllfasthet kompressibilitet eller
foumlrkonsolideringsgrad
Foumlr vaumlggeoteknikens fortsatta utveckling aumlr kontrollmaumltningar
vid tex vaumlg- och brobyggnader av stor betydelse Endast genom
saringdana maumltningar aumlr det moumljligt att bedoumlma begraumlnsningen och
tillfoumlrlitligheten hos de beraumlkningsmetoder som brukas i dag
och som ofta aumlr grUhdade paring foumlrenklade teoretiska resonemang och
laboratoriefoumlrsoumlk Aumlven genom faumlltmaumltningar kan man tex i tid
upptaumlcka om saumlttningarna blir stoumlrre aumln beraumlknat saring att effektishy
va motaringtgaumlrder kan saumlttas in
2
2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE
I Sverige foumlrekommer lmappast naringgra loumlsa avlagringar som aumlr fraringn
pre- eller interglacial tid beroende paring att inlandsisen skrapa-
de bort de loumlsa sedimentaumlra jordlagren Jordmaterialets egenskashy
per aumlr saringledes till stor del betingade av de geologiska foumlrharingllanshy
den som raringtt de senaste ca 10000 aringren efter den sista istiden
Aumlven stora stycken av det underliggande berget broumlts loss och
maldes soumlnder Det paring saring saumltt bildade heterogena moraumlnmaterialet
taumlcker i dag cirka 70 av Sveriges totala yta
Moraumlnens egenskaper paringverkas i viss maringn av ursprungsmaterialet
Grovkornig granit har ofta gett upphov till en taumlmligen blockshy
rik moraumln medan skiffer och maumlrgelsten givit lerig moraumln eller
moraumlnlera De saumlttningar som man faringr vid belastning av moraumln aumlr
i allmaumlnhet smaring Den undre delen av moraumlnen bottenmoraumlnen som
ibland ocksaring kallas pinnmo har varit utsatt foumlr ett oumlverlagshy
ringstryck som motsvarar det ovanliggande istaumlckets massa Isshy
taumlckets tjocklek och daumlrmed oumlverlagringstrycket varierade i olika
delar av Sverige Den stoumlrsta istjockleken fanns troligtvis laumlngs
Norrlands kustland Daumlr torde oumlverlagringstrycket ha varit av
storleksordningen 300 kpcm2bull I soumldra delen av Sverige var isshy
taumlcket 2000-2500 m tjockt Denna istjocklek motsvarar ett oumlvershy2
lagringstryck av ca 200 kpcm bull
Stoumlrre saumlttningar erharinglls i sedimentjordarter Dessa jordarter
har bildats av det material som fraumlmst isaumllvarna foumlrde med sig
vid avsmaumlltningen Det groumlvsta materialet (sten grus och sand)
avsattes naumlra isaumllvarnas mynning intill iskanten medan det fishy
nare materialet (mjaumlla och ler) foumlrdes en avsevaumlrd straumlcka ut
i Baltiska issjoumln samt de issjoumlar som daring taumlckte Sveriges yta
Daring avsmaumlltningen var stor under sommarhalvaringret avsattes stora
maumlngder mo och mjaumlla medan ler avlagrades fraumlmst under houmlst- och
vinterperioderna Paring detta saumltt bildades en del av de varviga
glacialleror som taumlcker stora delar av fraumlmst mellersta och oumlstshy
ra Sverige Aumlven skillnader i organisk halt mellan de sediment
som avsattes under vinter- och sommarhalvaringren kan ha foumlrorsakat
att leran blivit varvig trots att skillnaden i kornstorlek mel-
3
lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets
salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy
rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten
Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den
Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m
Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en
successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy
houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy
manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot
en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr
Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla
Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ
saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar
som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har
kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av
roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda
saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy
ytan
Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy
lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy
halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall
minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet
dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan
delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs
tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista
hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga
aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till
bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom
grundvattenstroumlmning
Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under
den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under
avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy
sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland
och mellersta Jaumlmtland
4
Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m
maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy
mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy
land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy
tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy
land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga
kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy
utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy
laumlnta omraringden
Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel
starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I
laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan
1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring
till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy
sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring
belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta
uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i
omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden
oumlverstiger 2 a 3 m
I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av
sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy
ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som
under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av
den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned
i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy
menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och
sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem
Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De
metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i
svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna
foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-
raso
Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs
oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som
foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy
iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr
5
det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy
pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och
brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande
Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med
tillfredsstaumlllande noggrannhet
Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr
inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel
haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i
rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy
lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning
Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material
av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta
lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt
genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy
rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar
finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats
med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy
fraringgor felbedoumlmts
Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy
kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy
foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy
sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy
slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy
nen
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR
31 Planering
En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger
upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med
grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy
ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som
kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy
liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy
lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy
tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy
se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i
6
I
naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis
nyttjas
En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy
dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella
omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet
(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy
ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a
Statens Vaumlgverk
kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder
faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde
saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy
tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas
ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer
draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy
toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy
tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring
en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial
Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy
liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll
de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy
liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom
omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy
meabili tet och grundvattenytans laumlge
Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy
nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med
friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en
karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy
differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy
gelstereoskop och maumltmikrometer
Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av
den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt
av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy
del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas
samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet
-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI
EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I
Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder
7
32 Omfattning av borrprogram
Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy
nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering
samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)
Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som
regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy
ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy
staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy
doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt
kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet
maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja
sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy
borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy
ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden
kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig
noggrannhet
Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy
maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy
halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka
relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11
undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt
avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka
1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen
Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy
skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som
regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds
foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy
litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy
soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy
ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy
den inom omraringdet
En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy
borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy
haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10
och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
1 INLEDNING
I detta foumlredrag ges en sammanfattning av de geotekniska undershy
soumlkningar som utfoumlrs i faumllt och i laboratoriet foumlr bedoumlmning av
saumlttningar i friktions- eller kohesionsmaterial Foumlrst behandlas
de geologiska foumlrharingllanden som har paringverkat de loumlsa jordlagrens
bildning och utbredning i Sverige Vidare diskuteras planering
av geotekniska faumlltundersoumlkningar samt de laboratoriemetoder
som anvaumlnds vid bedoumlmning av kompressibilitet foumlrkonsolideringsshy
tryck etc Slutligen diskuteras metoder foumlr maumltning av saumlttningar
och portryck i faumllt
Stoumlrre fordringar staumllls i dag (1968) paring tillfoumlrlitligheten hos
vaumlggeotekniska undersoumlkningar aumln foumlr bara 10 eller 20 aringr sedan
beroende paring att kraven paring vaumlgarnas linjefaumlring och jaumlmnhet
successivt har oumlkat Denna utveckling har medfoumlrt att houmlgre bankshy
houmljder blivit allt vanligare och att vaumlgarna oftare maringste foumlrshy
laumlggas till omraringden med mycket daringliga grundfoumlrharingllanden
Tillfoumlrlitligheten hos geotekniska beraumlkningar aumlr naumlstan helt
betingade av hur noggrant de underliggande jordlagrens haringllshy
fasthets- och deformationsegenskaper kan bestaumlmmas De beraumlkshy
ningsmetoder som finns i dag aumlr i allmaumlnhet betydligt mer avanshy
cerade aumln vad som motsvarar de resultat som erharinglls genom nuvashy
rande faumllt- eller laboratoriemetoder vad avser bestaumlmning av saringshy
dana egenskaper som skjuvharingllfasthet kompressibilitet eller
foumlrkonsolideringsgrad
Foumlr vaumlggeoteknikens fortsatta utveckling aumlr kontrollmaumltningar
vid tex vaumlg- och brobyggnader av stor betydelse Endast genom
saringdana maumltningar aumlr det moumljligt att bedoumlma begraumlnsningen och
tillfoumlrlitligheten hos de beraumlkningsmetoder som brukas i dag
och som ofta aumlr grUhdade paring foumlrenklade teoretiska resonemang och
laboratoriefoumlrsoumlk Aumlven genom faumlltmaumltningar kan man tex i tid
upptaumlcka om saumlttningarna blir stoumlrre aumln beraumlknat saring att effektishy
va motaringtgaumlrder kan saumlttas in
2
2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE
I Sverige foumlrekommer lmappast naringgra loumlsa avlagringar som aumlr fraringn
pre- eller interglacial tid beroende paring att inlandsisen skrapa-
de bort de loumlsa sedimentaumlra jordlagren Jordmaterialets egenskashy
per aumlr saringledes till stor del betingade av de geologiska foumlrharingllanshy
den som raringtt de senaste ca 10000 aringren efter den sista istiden
Aumlven stora stycken av det underliggande berget broumlts loss och
maldes soumlnder Det paring saring saumltt bildade heterogena moraumlnmaterialet
taumlcker i dag cirka 70 av Sveriges totala yta
Moraumlnens egenskaper paringverkas i viss maringn av ursprungsmaterialet
Grovkornig granit har ofta gett upphov till en taumlmligen blockshy
rik moraumln medan skiffer och maumlrgelsten givit lerig moraumln eller
moraumlnlera De saumlttningar som man faringr vid belastning av moraumln aumlr
i allmaumlnhet smaring Den undre delen av moraumlnen bottenmoraumlnen som
ibland ocksaring kallas pinnmo har varit utsatt foumlr ett oumlverlagshy
ringstryck som motsvarar det ovanliggande istaumlckets massa Isshy
taumlckets tjocklek och daumlrmed oumlverlagringstrycket varierade i olika
delar av Sverige Den stoumlrsta istjockleken fanns troligtvis laumlngs
Norrlands kustland Daumlr torde oumlverlagringstrycket ha varit av
storleksordningen 300 kpcm2bull I soumldra delen av Sverige var isshy
taumlcket 2000-2500 m tjockt Denna istjocklek motsvarar ett oumlvershy2
lagringstryck av ca 200 kpcm bull
Stoumlrre saumlttningar erharinglls i sedimentjordarter Dessa jordarter
har bildats av det material som fraumlmst isaumllvarna foumlrde med sig
vid avsmaumlltningen Det groumlvsta materialet (sten grus och sand)
avsattes naumlra isaumllvarnas mynning intill iskanten medan det fishy
nare materialet (mjaumlla och ler) foumlrdes en avsevaumlrd straumlcka ut
i Baltiska issjoumln samt de issjoumlar som daring taumlckte Sveriges yta
Daring avsmaumlltningen var stor under sommarhalvaringret avsattes stora
maumlngder mo och mjaumlla medan ler avlagrades fraumlmst under houmlst- och
vinterperioderna Paring detta saumltt bildades en del av de varviga
glacialleror som taumlcker stora delar av fraumlmst mellersta och oumlstshy
ra Sverige Aumlven skillnader i organisk halt mellan de sediment
som avsattes under vinter- och sommarhalvaringren kan ha foumlrorsakat
att leran blivit varvig trots att skillnaden i kornstorlek mel-
3
lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets
salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy
rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten
Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den
Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m
Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en
successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy
houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy
manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot
en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr
Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla
Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ
saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar
som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har
kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av
roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda
saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy
ytan
Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy
lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy
halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall
minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet
dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan
delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs
tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista
hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga
aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till
bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom
grundvattenstroumlmning
Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under
den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under
avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy
sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland
och mellersta Jaumlmtland
4
Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m
maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy
mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy
land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy
tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy
land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga
kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy
utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy
laumlnta omraringden
Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel
starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I
laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan
1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring
till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy
sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring
belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta
uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i
omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden
oumlverstiger 2 a 3 m
I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av
sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy
ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som
under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av
den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned
i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy
menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och
sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem
Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De
metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i
svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna
foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-
raso
Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs
oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som
foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy
iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr
5
det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy
pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och
brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande
Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med
tillfredsstaumlllande noggrannhet
Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr
inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel
haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i
rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy
lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning
Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material
av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta
lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt
genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy
rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar
finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats
med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy
fraringgor felbedoumlmts
Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy
kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy
foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy
sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy
slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy
nen
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR
31 Planering
En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger
upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med
grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy
ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som
kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy
liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy
lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy
tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy
se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i
6
I
naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis
nyttjas
En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy
dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella
omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet
(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy
ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a
Statens Vaumlgverk
kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder
faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde
saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy
tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas
ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer
draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy
toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy
tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring
en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial
Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy
liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll
de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy
liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom
omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy
meabili tet och grundvattenytans laumlge
Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy
nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med
friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en
karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy
differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy
gelstereoskop och maumltmikrometer
Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av
den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt
av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy
del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas
samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet
-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI
EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I
Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder
7
32 Omfattning av borrprogram
Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy
nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering
samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)
Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som
regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy
ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy
staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy
doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt
kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet
maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja
sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy
borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy
ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden
kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig
noggrannhet
Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy
maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy
halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka
relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11
undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt
avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka
1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen
Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy
skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som
regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds
foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy
litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy
soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy
ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy
den inom omraringdet
En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy
borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy
haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10
och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
2
2 NAringGOT OM DE GEOLOGISKA-GEOTEKNISKA FOumlRUTSAumlTTNINGARNA I SVERIGE
I Sverige foumlrekommer lmappast naringgra loumlsa avlagringar som aumlr fraringn
pre- eller interglacial tid beroende paring att inlandsisen skrapa-
de bort de loumlsa sedimentaumlra jordlagren Jordmaterialets egenskashy
per aumlr saringledes till stor del betingade av de geologiska foumlrharingllanshy
den som raringtt de senaste ca 10000 aringren efter den sista istiden
Aumlven stora stycken av det underliggande berget broumlts loss och
maldes soumlnder Det paring saring saumltt bildade heterogena moraumlnmaterialet
taumlcker i dag cirka 70 av Sveriges totala yta
Moraumlnens egenskaper paringverkas i viss maringn av ursprungsmaterialet
Grovkornig granit har ofta gett upphov till en taumlmligen blockshy
rik moraumln medan skiffer och maumlrgelsten givit lerig moraumln eller
moraumlnlera De saumlttningar som man faringr vid belastning av moraumln aumlr
i allmaumlnhet smaring Den undre delen av moraumlnen bottenmoraumlnen som
ibland ocksaring kallas pinnmo har varit utsatt foumlr ett oumlverlagshy
ringstryck som motsvarar det ovanliggande istaumlckets massa Isshy
taumlckets tjocklek och daumlrmed oumlverlagringstrycket varierade i olika
delar av Sverige Den stoumlrsta istjockleken fanns troligtvis laumlngs
Norrlands kustland Daumlr torde oumlverlagringstrycket ha varit av
storleksordningen 300 kpcm2bull I soumldra delen av Sverige var isshy
taumlcket 2000-2500 m tjockt Denna istjocklek motsvarar ett oumlvershy2
lagringstryck av ca 200 kpcm bull
Stoumlrre saumlttningar erharinglls i sedimentjordarter Dessa jordarter
har bildats av det material som fraumlmst isaumllvarna foumlrde med sig
vid avsmaumlltningen Det groumlvsta materialet (sten grus och sand)
avsattes naumlra isaumllvarnas mynning intill iskanten medan det fishy
nare materialet (mjaumlla och ler) foumlrdes en avsevaumlrd straumlcka ut
i Baltiska issjoumln samt de issjoumlar som daring taumlckte Sveriges yta
Daring avsmaumlltningen var stor under sommarhalvaringret avsattes stora
maumlngder mo och mjaumlla medan ler avlagrades fraumlmst under houmlst- och
vinterperioderna Paring detta saumltt bildades en del av de varviga
glacialleror som taumlcker stora delar av fraumlmst mellersta och oumlstshy
ra Sverige Aumlven skillnader i organisk halt mellan de sediment
som avsattes under vinter- och sommarhalvaringren kan ha foumlrorsakat
att leran blivit varvig trots att skillnaden i kornstorlek mel-
3
lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets
salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy
rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten
Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den
Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m
Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en
successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy
houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy
manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot
en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr
Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla
Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ
saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar
som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har
kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av
roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda
saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy
ytan
Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy
lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy
halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall
minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet
dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan
delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs
tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista
hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga
aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till
bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom
grundvattenstroumlmning
Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under
den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under
avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy
sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland
och mellersta Jaumlmtland
4
Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m
maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy
mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy
land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy
tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy
land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga
kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy
utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy
laumlnta omraringden
Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel
starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I
laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan
1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring
till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy
sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring
belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta
uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i
omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden
oumlverstiger 2 a 3 m
I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av
sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy
ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som
under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av
den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned
i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy
menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och
sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem
Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De
metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i
svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna
foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-
raso
Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs
oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som
foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy
iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr
5
det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy
pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och
brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande
Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med
tillfredsstaumlllande noggrannhet
Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr
inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel
haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i
rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy
lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning
Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material
av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta
lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt
genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy
rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar
finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats
med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy
fraringgor felbedoumlmts
Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy
kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy
foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy
sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy
slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy
nen
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR
31 Planering
En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger
upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med
grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy
ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som
kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy
liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy
lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy
tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy
se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i
6
I
naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis
nyttjas
En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy
dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella
omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet
(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy
ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a
Statens Vaumlgverk
kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder
faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde
saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy
tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas
ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer
draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy
toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy
tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring
en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial
Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy
liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll
de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy
liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom
omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy
meabili tet och grundvattenytans laumlge
Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy
nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med
friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en
karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy
differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy
gelstereoskop och maumltmikrometer
Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av
den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt
av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy
del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas
samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet
-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI
EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I
Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder
7
32 Omfattning av borrprogram
Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy
nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering
samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)
Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som
regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy
ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy
staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy
doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt
kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet
maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja
sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy
borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy
ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden
kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig
noggrannhet
Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy
maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy
halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka
relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11
undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt
avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka
1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen
Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy
skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som
regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds
foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy
litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy
soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy
ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy
den inom omraringdet
En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy
borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy
haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10
och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
3
lan de olika skikten aumlr liten Laumlngs Vaumlstkusten daumlr vattnets
salthalt var houmlg erhoumllls vanligen ingen varvighet Ler avlagshy
rades daumlr samtidigt som de groumlvre sedimenten
Inlandsisen pressade ned jordskorpan inom stora delar av den
Skandinaviska halvoumln och Finland I mellersta Norrland var nedshy pressningen av storleksordningen 500 m
Daring inlandsisen smaumllte och jordskorpan avlastades skedde en
successiv landhoumljning Till att boumlrja med var den aringrliga landshy
houmljningen stor (ca 1 dmaringr) I dag aumlr den ca 1 cmaringr i Aringngershy
manland och frac12 cmaringr i Stockholmstrakten I Skaringne sker daumlremot
en landsaumlnkning Denna aumlr av storleksordningen 1 mmaringr
Landhoumljningen foumlrorsakar stora geotekniska problem I Gamla
Stan i Stockholm har tex landhoumljningen medfoumlrt en relativ
saumlnkning av grundvattenytan saring att oumlverdelen av de traumlparinglar
som understoumlder maringnga av byggnaderna inom detta omraringde har
kommit ovanfoumlr grundvattenytan Dessa paringlar har angripi ts av
roumlta Vidare har grundvattensaumlnkningen foumlrorsakat avsevaumlrda
saumlttningar genom oumlkad tyngd av jordlagren ovanfoumlr grundvattenshy
ytan
Paring grund av den allmaumlnna landhoumljningen har de sediment som avshy
lagrats i relativt grunt vatten kommit ovanfoumlr havsytan Saltshy
halten hos de leror som avsatts i saltvatten har i maringnga fall
minskat avsevaumlrt paring grund av dels infiltration av regnvattnet
dels grundvattenstroumlmning Denna resulterande salturlakning kan
delvis foumlrklara uppkomsten av de kvickleror som aumlr vanliga laumlngs
tex Goumlta aumllvs Viskans och Lidans dalgaringngar Under de sista
hundra aringren har maringnga skred intraumlffat daumlr Aumlven humushaltiga
aumlmnen fraringn mossar myrar och kaumlrr har troligtvis bidragit till
bildning av kvicklera Dessa aumlmnen har tillfoumlrts leran genom
grundvattenstroumlmning
Sedimentavlagringar foumlrekommer i Sverige som regel endast under
den marina graumlnsen samt inom de houmlgre belaumlgna omraringden som under
avsmaumlltningsslcedet varit taumlckta av uppdaumlmda issjoumlar Saringdana isshy
sjoumlar foumlrekom allmaumlnt under istidens slutskede bla i Smaringland
och mellersta Jaumlmtland
4
Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m
maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy
mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy
land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy
tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy
land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga
kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy
utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy
laumlnta omraringden
Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel
starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I
laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan
1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring
till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy
sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring
belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta
uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i
omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden
oumlverstiger 2 a 3 m
I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av
sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy
ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som
under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av
den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned
i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy
menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och
sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem
Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De
metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i
svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna
foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-
raso
Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs
oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som
foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy
iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr
5
det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy
pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och
brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande
Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med
tillfredsstaumlllande noggrannhet
Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr
inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel
haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i
rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy
lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning
Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material
av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta
lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt
genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy
rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar
finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats
med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy
fraringgor felbedoumlmts
Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy
kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy
foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy
sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy
slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy
nen
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR
31 Planering
En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger
upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med
grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy
ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som
kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy
liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy
lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy
tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy
se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i
6
I
naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis
nyttjas
En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy
dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella
omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet
(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy
ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a
Statens Vaumlgverk
kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder
faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde
saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy
tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas
ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer
draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy
toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy
tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring
en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial
Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy
liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll
de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy
liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom
omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy
meabili tet och grundvattenytans laumlge
Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy
nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med
friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en
karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy
differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy
gelstereoskop och maumltmikrometer
Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av
den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt
av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy
del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas
samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet
-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI
EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I
Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder
7
32 Omfattning av borrprogram
Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy
nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering
samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)
Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som
regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy
ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy
staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy
doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt
kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet
maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja
sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy
borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy
ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden
kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig
noggrannhet
Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy
maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy
halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka
relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11
undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt
avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka
1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen
Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy
skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som
regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds
foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy
litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy
soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy
ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy
den inom omraringdet
En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy
borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy
haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10
och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
4
Laumlngs Vaumlstkusten foumlrekommer ofta leravlagringar av mer aumln 100 m
maumlktighet Den maximala tjockleken hos de sediment som foumlrekomshy
mer i Maumllarregionen vissa delar av Oumlstergoumltland och Vaumlstergoumltshy
land samt i nordvaumlstra Skaringne varierax mellan 20 och 30 m Beshy
tydande leravlagringar foumlrekommer aumlven tex i Vaumlrmland Dalsshy
land nordoumlstra Smaringland och Naumlrke Lersedimentens genomsnittliga
kornstorlek oumlkar vanligtvis med oumlkad nivaring oumlver havsytan Dessshy
utom aumlr inlagring av sand mo och mjaumllaskikt vanlig inom houmlgshy
laumlnta omraringden
Ytskiktet av lersedimenten den sk torrskorpan aumlr som regel
starkt oumlverkonsoliderad paring grund av uttorkning och vittring I
laringglaumlnta omraringden varierar torrskorpans tjocklek vanligen mellan
1 och 2 m medan tjockleken i mera houmlglaumlnta omraringden kan uppgaring
till 4 a 5 m De saumlttningar som erharinglls vid belastning av lershy
sediment aumlr till viss del beroende av torrskorpans tjocklek daring
belastningsytans bredd aumlr mindre aumln lerlagrets tjocklek Ofta
uppstaringr problem med saumlttningar och baumlrighet vid vaumlgbyggnad i
omraringden daumlr torrskorpan aumlr relativt tunn daring tex bankhoumljden
oumlverstiger 2 a 3 m
I de norrlaumlndska aumllvdalarna finns i allmaumlnhet maumlktiga lager av
sand mo och mjaumlla Lera foumlrekommer ocksaring fast i mindre omfattshy
ning Dessa avlagringar avsattes ursprungligen i de fjordar som
under avsmaumlltningsskedet naringdde laringngt in i landet Paring grund av
den allmaumlnna landhoumljningen har aumllvarna gradvis eroderat sig ned
i fjordsedimenten och framkallat skred De postglaciala aumllvsedishy
menten i dessa omraringden inneharingller ofta organiskt material och
sulfider vilket foumlrorsakat svaringrbemaumlstrade geotekniska problem
Om sulfidhalten aumlr houmlg benaumlmnes dessa sediment svartmoclca De
metoder som finns foumlr naumlrvarande foumlr beraumlkning av saumlttningar i
svartmacka aumlr ej tillfredsstaumlllande Likasaring behoumlver metoderna
foumlr bestaumlmning av skjuvharingllfastheten av detta material foumlrbaumltt-
raso
Stora geotekniska problem uppstaringr ofta daring en vaumlgstraumlckning laumlggs
oumlver kaumlrr- och mossomraringden Ett exempel aumlr den nya motorvaumlg som
foumlr naumlrvarande byggs vid Kristianstad i Skaringne Eftersom en reshy
iativt stor del av Sveriges yta aumlr taumlckt av mossar och kaumlrr aumlr
5
det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy
pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och
brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande
Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med
tillfredsstaumlllande noggrannhet
Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr
inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel
haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i
rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy
lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning
Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material
av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta
lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt
genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy
rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar
finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats
med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy
fraringgor felbedoumlmts
Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy
kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy
foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy
sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy
slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy
nen
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR
31 Planering
En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger
upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med
grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy
ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som
kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy
liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy
lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy
tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy
se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i
6
I
naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis
nyttjas
En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy
dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella
omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet
(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy
ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a
Statens Vaumlgverk
kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder
faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde
saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy
tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas
ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer
draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy
toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy
tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring
en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial
Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy
liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll
de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy
liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom
omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy
meabili tet och grundvattenytans laumlge
Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy
nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med
friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en
karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy
differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy
gelstereoskop och maumltmikrometer
Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av
den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt
av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy
del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas
samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet
-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI
EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I
Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder
7
32 Omfattning av borrprogram
Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy
nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering
samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)
Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som
regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy
ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy
staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy
doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt
kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet
maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja
sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy
borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy
ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden
kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig
noggrannhet
Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy
maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy
halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka
relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11
undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt
avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka
1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen
Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy
skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som
regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds
foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy
litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy
soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy
ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy
den inom omraringdet
En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy
borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy
haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10
och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
5
det ibland svaringrt att undvika saringdana omraringden saringsom tidigare paringshy
pekats De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar och
brottlast foumlr torv dy och gyttja aumlr ej tillfredsstaumlllande
Framfoumlr allt kan sekundaumlrsaumlttningarnas storlek ej beraumlknas med
tillfredsstaumlllande noggrannhet
Geotekniska problem kan ibland orsakas av att loumlsa jordarter aumlr
inlagrade i eller underlagrade fastare material Som exempel
haumlrparing kan naumlmnas de dolda lerlager som foumlrekommer allmaumlnt i
rullstensaringsar i form av lerkoumlrtlar eller lerlinser Dessa inshy
lagringar kan ge upphov till ojaumlmna saumlttningar vid belastning
Intill aringsar finns ofta paring loumlsa lerlager utsvallat grovt material
av varierande maumlktighet Laumlngs norrlandskusten oumlverlagras ofta
lerlager av mo sand eller grus Denna lagerfoumlljd har uppstaringtt
genom att vattnet skoumlljt ut moraumlnmaterial oumlver tidigare avlagshy
rade lersediment Liknande svallgrus- och svallsandsavlagringar
finns laumlngs Braringviken Dessa avlagringar har ibland foumlrvaumlxlats
med moraumln vilket haft till foumlljd att stabilitets- och saumlttningsshy
fraringgor felbedoumlmts
Laumlngs bla hallandskusten samt i omraringden kring Joumlnkoumlping foumlreshy
kommer att sand och mo oumlverlagrar torv och dy Denna jordlagershy
foumlljd kan orsaka stora geotekniska problem om den ej uppmaringckshy
sammas i tid Geotekniska problem kan ibland ocksaring uppstaring i anshy
slutning till moraumlnflottar som foumlrekommer i leran i maumllarregioshy
nen
3 OMFATTNING AV GEOTEKNISKA UNDERSOumlKNINGAR
31 Planering
En geoteknisk undersoumlkning boumlr vara saring anpassad att den ger
upplysning om de byggnadstekniska svaringrigheter i samband med
grundlaumlggning och de kostnader som aumlr foumlrknippade med olika alshy
ternativ samt de problem roumlrande stabilitet och saumlttningar som
kan uppkomma laumlngs en given vaumlgstraumlckning Studium av kringshy
liggande byggnader aumlr av stort vaumlrde Sprickor i dessa kan saringshy
lunda ge en anvisning om att jorden aumlr saumlttningsbenaumlgen Evenshy
tuella framtida grundvattensaumlnkningar aumlr aumlven av stor betydelshy
se att kaumlnna till Finns tidigare borrningar gjorda paring eller i
6
I
naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis
nyttjas
En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy
dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella
omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet
(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy
ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a
Statens Vaumlgverk
kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder
faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde
saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy
tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas
ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer
draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy
toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy
tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring
en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial
Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy
liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll
de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy
liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom
omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy
meabili tet och grundvattenytans laumlge
Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy
nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med
friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en
karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy
differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy
gelstereoskop och maumltmikrometer
Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av
den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt
av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy
del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas
samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet
-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI
EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I
Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder
7
32 Omfattning av borrprogram
Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy
nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering
samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)
Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som
regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy
ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy
staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy
doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt
kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet
maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja
sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy
borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy
ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden
kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig
noggrannhet
Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy
maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy
halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka
relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11
undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt
avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka
1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen
Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy
skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som
regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds
foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy
litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy
soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy
ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy
den inom omraringdet
En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy
borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy
haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10
och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
6
I
naumlrheten av byggnadsplatsen skall resultaten av dessa givetvis
nyttjas
En oumlversiktlig grundundersoumlkning inleds laumlmpligast med ett stushy
dium av geologiska och topografiska kartor oumlver det aktuella
omraringdet samt analys av flygbilder Vid geotekniska institutet
(SGI) paringgaringr foumlr naumlrvarande en undersoumlkning angaringende anvaumlndshy
ning av flygbilder vid vaumlgprojektering i samarbete med bl a
Statens Vaumlgverk
kombination med tex jordactskartor kan man med flygbilder
faring en god uppfattning om jordartsfoumlrharingllanden inom ett omraringde
saringsom visas i fig 1 Ytliga jordlagers sammansaumlttning grundvatshy
tenytans laumlge samt avstaringndet till berg kan i viss maringn bedoumlmas
ur bla markens grarington vegetations- och erosionsdetaljer
draumlneringstaumlthet samt odlings- och foumlrsumpningsgrad Ljusa graringshy
toner aumlrtex foumlrknippade med friktionsjordarter och en relashy
tivt laringg grn_dvattenyta medan en moumlrk grarington aumlr ett tecken paring
en houmlg grundvattenyta och foumlrekomst av kohesionsmaterial
Draumlnavstaringndet vid taumlckdikning ger tex upplysning om det kringshy
liggande jordmaterialets permeabilitet Lantbrukarna kaumlnner vaumll
de jordar de brukar och anpassar draumlnavstaringndet efter permeabishy
liteten Frekvensen av baumlckar och andra mindre vattendrag inom
omraringdet ger aumlven information om den underliggande jordens pershy
meabili tet och grundvattenytans laumlge
Baumlckarnas erosion ger ofta vaumlrdefulla upplysningar om jordartershy
nas sammansaumlttning En V-formad baumlckfaringra aumlrtex foumlrknippad med
friktionsjordarter I kohesionsmaterial erharingller baumlckfaringran en
karakteristisk U-form och slaumlnterna aumlr relativt branta Nivaringshy
differenser och lutningar kan maumltas eller- uppskattas med speshy
gelstereoskop och maumltmikrometer
Resul taten fraringn en flygbildstolkning aumlr i houmlg grad beroende av
den erfarenhet och skicklighet som bildtolkaren besitter samt
av det faumlltarbete som kompletterar bildtolkningen En stor foumlrshy
del med flygbilder aumlr att en relativt stor yta kan oumlverblickas
samtidigt lvlan erharingller daumlrigenom ett helhetsintryck av omraringdet
-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI
EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I
Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder
7
32 Omfattning av borrprogram
Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy
nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering
samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)
Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som
regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy
ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy
staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy
doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt
kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet
maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja
sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy
borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy
ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden
kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig
noggrannhet
Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy
maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy
halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka
relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11
undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt
avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka
1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen
Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy
skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som
regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds
foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy
litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy
soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy
ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy
den inom omraringdet
En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy
borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy
haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10
och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
-_middot fif1~deg~rbulllbull[U- ~onv~ IIIIII-deg (2l om lORllA~R bullAring coolBI
EEIDER~O-HNll r~~~~~~i middot - I
Fig 1 Utvaumlrdering av jordartsfoumlrhaumlllanden ur flygbilder
7
32 Omfattning av borrprogram
Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy
nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering
samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)
Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som
regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy
ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy
staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy
doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt
kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet
maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja
sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy
borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy
ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden
kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig
noggrannhet
Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy
maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy
halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka
relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11
undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt
avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka
1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen
Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy
skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som
regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds
foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy
litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy
soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy
ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy
den inom omraringdet
En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy
borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy
haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10
och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
7
32 Omfattning av borrprogram
Resultaten fraringn kart- och flygbildstolkningen anvaumlnds vid plashy
nering av ett borrprogram som vanligtvis omfattar viktsondering
samt provtagning och vingborrning (Flodin 1959)
Resultaten fraringn fraumlmst viktsondering (jfr kap 41) anvaumlnds som
regel foumlr oumlversiktlig bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt uppskattshy
ning av enskilda jordlagers maumlktighet Vingborr anvaumlnds foumlr beshy
staumlmning av lermaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet Foumlr beshy
doumlmning av bl a foumlrkonsolideringslast och kompressibili tet samt
kompletterande skjuvharingllfasthetsbestaumlmningar paring laboratoriet
maringste ostoumlrda jordprover upptagas I vissa fa11 kan man noumlja
sig med omroumlrda prover upptagna med t ex naringgon form av kannshy
borr Seismiska metoder anvaumlnds i viss utstraumlckning vid bedoumlmshy
ning av djupet till berg Med den seismiska refraktionsmetoden
kan man som regel bestaumlmma avstaringndet till berg med cirka 10 middot-ig
noggrannhet
Provgropar numera fraumlmst upptagna med bandtraktorer eller graumlvshy
maskiner brukas vid bestaumlmning av jordens schaktbarhet och blockshy
halt Haumlrvid aumlr det moumljligt att tUl rimliga kostnader undersoumlka
relativt stora jordvolymer Den jordvolym som i vanliga fa11
undersoumlks genom provtagning aumlr annars mycket liten Vid normalt
avstaringnd mellan enskilda provharingl undersoumlks mindre aumln cirka
1 10 000 000 av den totala jordvolym som paringverkas av vaumlgen
Vid en oumlversiktlig undersoumlkning aumlr oftast avstaringndet mellan enshy
skilda sonderingsharingl 100 a 200 m Sonderingen kompletteras som
regel med viss provtagning vanligen stoumlrda prover som anvaumlnds
foumlr jordklassificering Enstaka vingborrningar utfoumlrs foumlr stabishy
litetskontroll Saumlttningsfraringgorna bedoumlms vid denna typ av undershy
soumlkningar mestadels erfarenhetsmaumlssigt Undersoumlkningen kompletteshy
ras som regel med en allmaumln bedoumlmning av grundvattensfoumlrharingllanshy
den inom omraringdet
En detaljundersoumlkning omfattar som regel baringde sondering vingshy
borrning och provtagning Avstaringndet mellan enskilda sonderingsshy
haringl varierar vid en detaljundersoumlkning i allmaumlnhet mellan 10
och 30 m Vid lutande terraumlng och daumlr grundfoumlrstaumlrkningsaringtgaumlr-
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
s
der erfordras utfoumlrs sonderingen i tvaumlrsektioner till ett avshy
staringnd utanfoumlr den ulivande bankfoten som motsvarar 3 till 5
ggr de underliggande loumlsa jordlagrens tjocklek I dessa sekshy
tioner utfoumlrs vanligen aumlven vingborrning och provtagning Ostoumlrshy
da jordprover erfordras fraumlmst foumlr bestaumlmning av jordens kompshy
ressibilitet och skjuvharingllfasthet Avstaringndet mellan varje tvaumlrshy
sektion varierar i allmaumlnhet mellan 50 och 100 m beroende paring
olika foumlrharingllanden I skaumlrningar eller vid laringga bankar daumlr risk
foumlr tjaumllskador foumlreligger upptas prover med spad- eller skruvshy
borr foumlr jordartsbestaumlmning
Borrprogrammets omfattning aumlr till stor del beroende av jordshy
lagerfoumlljd terraumlngens utseende erfordef-liga foumlrstaumlrkningsshy
aringtgaumlrder samt andra problemstaumlllningar Vid saumlttningsberaumlkshy
ningar aumlrtex information om torrskorpans tjocklek och undershy
liggande lermaterials maumlktighet s1i1llt grundvattenstaringndet av stor
betydelse
4 FAumlLTUNDERSOumlKNINGAR
41 Sonderingsmetoder
Saringvaumll statiska som dynamiska sonderingsmetoder anvaumlnds Dessa
metoder brukas fraumlmst foumlr bedoumlmning av jordlagerfoumlljd samt foumlr
bestaumlmning av relativ lagringmiddotstaumlthet hos mo sand och grus Som
dynamisk metod raumlknas haumlr slagborrsondering sumt hejarsondering
och som statiska metoder viktsondering samt olika typer av
trycksondering
Det har visat sig att speciellt de dynamiska sonderingsmetoderna
ofta ger svaringrtolkade resultat Stora slillnader i uppmaumltt sonshy
deringsmotstaringnd och bedoumlmd lagringstaumlthet kan upptraumlda paring grund
av tex smaring skillnader i fallhoumljd Det aumlr daumlrfoumlr angelaumlget att
utrustningen alltid anvaumlnds paring samma saumltt och att enhetliga
anvisningar haumlrfoumlr utarbetas Foumlr att standardisera de olika
sonderingsmetoderna i Sverige tillsatte Svenska Geotekniska
Foumlreningen (SGF) aringr 1963 en sonderingskommitte Denna kommitte
har utarbetat ett foumlrslag till standard foumlr fraumlmst vikt- och
hejarsonderingsmetoden1abull
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
9
Vid slagmiddotborrsondering anvaumlnds slagborrmaskin av t ex typ
Pionjaumlr Cobra och Viaeker Denna metod brukas fraumlmst vid beshy
staumlmning av bergytans laumlge Ilan kan aumlven faring en viss uppfattshy
ning om frilctionsmaterials relativa lagringstauml thet genom maumltshy
ning av sjunkningshastigheten Haumlrvid torde en slagborrmaskin
med en konstant utgaringende slagenergi oberoende av varvtalet ha
vissa foumlrdelar Stor foumlrsiktighet boumlr iakttas vid tolkning av
sonderingsresultaten En felbedoumlmning kan laumltt goumlras i de fall
block eller sten foumlrekormner i jorden
Vid hejarsondeImiddoting anvaumlnds saringsom visas i fig 2 en sond som
aumlr foumlrsedd med fast eller loumls fyrkantspets Sonden slarings med en
hejare vaumlgande 65 kg Fallhoumljden aumlr 60 cm Antalet slag som
fordras foumlr att driva sonden 20 cm anges Lagringstaumltheten hos
friktionsmaterial bedoumlms ofta som laringg daring antalet slag aumlr mindshy
re aumln 3 som normal mellan 3 och 10 slag och som houmlg daring anshy
talet slag som erfordras foumlr 20 cm sjunlming aumlr stoumlrre aumln 10
Undersoumlkningar har emellertid visat att foumlrsoumlksresultaten paringvershy
kas av jordmaterialets kornstorlek kornform samt oumlverlagringsshy
tryck Vidaxe har maumltningax visat att glidning av det kilfoumlrshy
band som oumlverfoumlr stoumltkraften fraringn hejaren till sonden paringverkar
sonderingsresultaten Dessutom paringverkas resul taten om sonden
vrids under neddrivningen och om saringsom tidigare naumlmnts fallhoumljshy
den ej haringlls konstant Energifoumlrlust som aumlr orsakad av friktion
i linor och spel aumlr ofta saring stor att den ej kan foumlrsummas vid
utvaumlrdering av resultaten Vid SGI paringgaringr foumlrsoumlk med frifallsshy
hejare med en konstant fallhoumljd
Viktsondering aumlr en gammal svensk metod och aumlr fortfarande mycket
vanlig Enligt denna metod pressas en sond foumlrsedd med en skruvshy
formad spets ned i jorden med hjaumllp av vikter (Flodin 1959)
Daring sonden ej traumlnger ned vid 100 ke belastning vrids den Det
antal halvvarv som fordras foumlr att sonden skall sjunka 20 cm
anges
Viktsondering anvaumlnds fraumlmst saringsom tidigare naumlmnts allmaumlnt vid
bedoumlmning av jordlagerfoumlljd och vid bedoumlmning av relativ lagshy
ringstaumlthet hos friktionsmaterial Erfordras i det senare fal-
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje
Fig
2
H
ejar
son
d
typ
Bo
rro
10
lettex mindre aumln 5 halvvarv foumlr att sonden skall sjunka 20
cm bedoumlms lagringstaumltheten ofta som laringg lVIellan 5 och 15 halvshy
varv20 cm bedoumlms den i allmaumlnhet som normal Oumlverstiger antalet
halvvarv 15 foumlr att sonden skall sjunka 20 cm bedoumlms lagringsshy
taumltheten som houmlg
Vid viktsondering kan man i viss maringn bedoumlma arten av det geshy
nomborrade iraterialet med houmlrseln Vid sondering genom sand
houmlrs ofta ett gnisslande ljud medan ett knastrande ljud uppshy
staringr vid sondering genom grusigt eller stenigt material
Vridning sker manuellt eller med hjaumllp av ett el- eller motorshy
drivet vridagg-regat 1led vridaggregat erharinglls dock som regel
stoumlrre vridningshastighet och jaumlmnare vridning aumln om sonderingshy
en utfoumlrs foumlr hand Foumlrsoumlksresultat har visat att vridningsshy
hastigheten paringverkar sonderingsresultaten Ett stoumlrre antal
halvvarv erfordras i allmaumlnhet foumlr att sonden skall sjunka en
given straumlcka vid maskinell drivning aumln vid manuell vridning
Dessutom paringverkas sonderingsresultatet troligtvis av de vibrashy
tioner som erharinglls med ett motordrivet aggregat Nedtraumlngningsshy
djupet aumlr som regel stoumlrre vid maskinsondering aumln vid handvridshy
ning
Vid maskinsond typ SGI registreras motstaringndet mot en konisk spets
med 10 cm 2 yta som trycks ned i jorden med ett valssystem 1000
kg tryckkraft kan anbringas Mantelfriktionen maumlts under rotashy
tion av sondstaringngen vid neddrivningen Maskinsonden aumlr monterad
paring ett terraumlnggaringende fordon saringsom visas i fig 4 och daumlrigenom
kan ett stort antal sonderingar utfoumlras per arbetsdag Emellershy
tid fordras en relativt plan mark foumlr att man effektivt skall
kunna utnyttja denna utrustning
Tulaskinsond typ SGI anvaumlnds fraumlmst vid utvaumlrdering av jordlagershy
foumlljd men kan ocksaring anvaumlndas foumlr bedoumlmning av relativ packningsshy
grad hos friktionsmaterial
Vid trycksond modell Jonell amp Nilsson maumlts den kraft som erfordshy
ras foumlr att i jorden pressa ned en sond foumlrsedd med en konformad
spets med 10 cm 2 genomskaumlrningsyta (fig 3) Mantelfiiktionen
Fig 3 Trycksond typ Jonell amp Nilsson
Fig 4 Sonderingsmaskin typ SGI
11
laumlngs sondstaringngen utvaumlrderas genom att man drar upp sonden ca
10 cm Haumlrvid oumlppnas ett fem cm glapp intill sondspetsen Den
kraft som fordras foumlr att daumlrefter trycka ned sondstaringngen anshy
tas svara mot mantelfriktionen Emellertid paringverkar den ovan
naumlmnda uppdragningen mantelfriktionen Det aumlr saringlunda moumljlgt
att erharinglla ett negativt spetsmotstaringnd med denna metod Tryckshy
sonden monteras ofta paring naringgot terraumlnggaringende fordon saring att
apparaturen snabbt kan foumlrflyttas efter varje sondering
42 Vingborrning
Kohesionsmaterials odraumlnerade skjuvharingllfasthet kan bestaumlmmas
in situ med vingborrfoumlrsoumlk (Cadling amp 0denstad 1950) Hur
vingborrfoumlrsoumlk boumlr utfoumlras har beskrivits av bla Flodin (1959)
Vid vingborrfoumlrsoumlk pressas ett vingdon bestaringende av tvaring korsshy
lagda staringlblad ned i jorden Vid oumlnskad nivaring vrids vingdonet
Det moment som fordras foumlr att erharinglla brott i jorden laumlngs
en cylinderformad brottyta runt vingdonet maumlts med ett instrushy
ment paring borrens oumlverdel Ur detta brottmoment samt vingdonets
dimensioner kan sedan jordmaterialets skjuvharingllfasthet beraumlkshy
nas Vid beraumlkningarna antas som regel att maximal skjuvharingllshy
fasthet erharinglls samtidigt laumlngs vingdonets sido- och aumlndytor
I Sverige finns tvaring typer av vingborr Vingborr av typ SGI aumlr
foumlrsedd med en hylsa som skyddar sjaumllva vingdonet under nedshy
drivningen Dessutom anvaumlnds vid denna vingborrtyp ett fodershy
roumlr som minskar mantelfriktionen mellan jord och staringng Vingshy
donet hos vingborr typ Jonell amp Nilsson aumlr daumlremot ej skyddat
under neddrivningen Detta har medfoumlrt att en alltfoumlr laringg skjuvshy
haringllfasthet i en del fa11 erharingllits vid maumltningar i loumls lera
under en torrskorpa beroende paring att leran saumltter sig fast paring
vingdonet vid nedtryckningen genom torrskorpan Hansbo ( 1966)
hartex redovisat ett fall daumlr vingborrfoumlrsoumlk i moig lera 2
gav en skjuvharingllfasthet av 0 5 tm medan vid en efterfoumlljanshy
de undersoumlkning erhoumllls en genomsnittlig skjuvharingllfasthet av
20 tm2bull Emellertid erbjuder denna vingborrtyp stora foumlrdelar
genom att utrustningen aumlr relativt billig och laumltt och en unshy
dersoumlkning under gynnsamma foumlrharingllanden kan utfoumlras betydligt
snabbare aumln med vingborr av typ SGI
12
43 Provtagning
431 Stoumlrda prover
Vid upptagning av stoumlrda prover anvaumlnds spad- skruv- och kannshy
borr samt jalusiborr och provtagningsspets Spadborr brukas vid
provtagning i stenfritt material naumlra markytan (ned till 2 a 5 m) medan skruv- och kannborr kan anvaumlndas foumlr provtagning paring
stoumlrre djup
Mosskannborren ( se t ex Flodin 1959) aumlr laumlmplig vid provtagshy
ning i fraumlmst torv- och kohesionsjordarter Med SJs gruskannshy
borr kan t ex prover av friktionsmaterial erharingllas aumlven i det
fall daring den relativa lagringstaumltheten aumlr houmlg Det aumlr aumlven moumljshy
ligt att anvaumlnda denna provtagare i loumlst lagrad sand under
grundvattenytan Den erharingllna provmaumlngden moumljliggoumlr ofta siktanashy
lys
Skruvborr anvaumlnds ofta vid provtagning i torrskorpan samt i
friktionsmaterial fraumlmst oumlver grundvattenytan En skruvborrutshy
rustning bestaringr i princip av en spiral som med ett vridaggregat
skruvas ned i jorden Daring spiralen dras upp foumlljer det genomshy
borrade jordmaterialet med led denna metod erharinglls som regel
representativa prover men dessa aumlr givetvis starkt stoumlrda
Under gynnsamma foumlrharingllanden kan prover tagas fraringn 8 a 10 m
djup Med skruven till den sk A-sonden kan man erharinglla taumlmshy
ligen ostoumlrda prover i kohesionsmaterial
Jalusiborr anvaumlnds vid bestaumlmning av lagerfoumlljd i fraumlmst frikshy
tionsmaterial (Kallstenius 1953) I denna finns ett antal taumltt
placerade horisontella haringl med 30 mm diameter som under neddrivshy
ningen aumlr taumlckta av en jalusi ( staringlband) saringsom visas i fig 5 Efter neddrivning av jalusiborren till oumlnskat djup dras jalusin
upp Daumlrefter slarings en matarkropp ned vilken styrs av tvaring slitshy
sar Matarkroppen foumlr in jord i fickorna under neddrivningen
Materialet kan sedan bedoumlmas efter det att borren dragits upp
Med denna typ av provtagare erharinglles saringledes ett stort antal
prover som i det naumlrmaste ger en kontinuerlig bild av jordlashy
gerfoumlljden Utrustningen aumlr emellertid relativt tung och kraumlver
relativt omfattande underharingll Dessutom aumlr proverna taumlmligen smaring
vilket goumlr det svaringrt att noggrant bedoumlma materialets kornstorshy
leksfoumlrdelning Vid tex varvigt material kan lagerfoumlljds-
Fig 5 Jalusiborr
G
I
1 --)
bedoumlmningen kraumlva stor erfarenhet
Vid provtagning i moraumln anvaumlnds ofta Borro jordprovtagningsspets
Denna provtagare slarings ned med samma utrustning som anvaumlnds vid
hejarsondering eller med slagborrmaskin Ofta aumlr det emellertid
svaringrt att erharinglla jordprover med denna provtagare i friktionsshy
material under grundvattenytan saumlrskilt om slutarbleck ej anvaumlnds
Vid provtagning foumlraumlndras spaumlnningstillstaringndet i jorden Denna
spaumlnningsaumlndring paringverkar jordmaterialets deformationsegenskaper
saring att de maumltvaumlrden som erharinglls vid laboratoriefoumlrsoumlk ej helt
motsvarar materialets egenskaper in situ
4 32 Ostoumlrda prover
Ostoumlrda prover av lera upptas med standardkolvborr (fig 6) Foumlr
naumlrvarande finns tvaring typer i bruk naumlmligen St I (fig 6) och
St II Dessa provtagare aumlr foumlrsedda med provhylsor av plast bl a
foumlr att minska risken foumlr kemiskt angrepp vid foumlrvaring av lershy
proverna Plasthylsor aumlr dessutom betydligt billigare aumln provshy
hylsor av metall En utvecklingstendens aumlr att ersaumltta provhylshy
sorna med engaringngshylsor som kastas efter anvaumlndningen Vid provshy
tagning i g-y-ttja kan vissa problem uppstaring daring proven ofta ej helt
fyller provhylsorna I en del fall vid provtarning i lera stoumlrs
proverna daring leran inneharingller snaumlckskal eller sten
Sverige har vid SGI utvecklats den sk foliekaumlrnborren (Kjellshy
man Kallstenius amp Vager 1950) foumlr tagning av ostoumlrda kontinuershy
liga prover Vid borrens neddrivning innesluts provet i ett anshy
tal tunna staringlfolier som eliminerar friktion mellan prov och
provtagarens innervaumlgg Daumlrigenom har det varit moumljligt att ershy
haringlla upp till 25 m laringnga kaumlrnor i en tagning
44 Mekanisering
Olika anordningar finns foumlr neddrivning och upptagning av provshy
tagningsdon och sondstaumlnger Dessa anordningar aumlr i allmaumlnhet
monterade paring ett terraumlnggaringende fordon Daumlrigenom aumlr det moumljligt
att rationalisera och foumlrbilliga undersoumlkningarna eftersom tidsshy
aringtgaringngen vid fraumlmst upptagning av borrar vaumlsentligt kan redushy
ceras och utrustningen snabbt kan foumlrflyttas mellan undersoumlk-
Oumlppnare
Houmlrcac kulring 0
Fjaumlderring
-Bock -rolriksfaumlcler
~-spoumlnnskruv
- Spoumlrrhylso Kort hyso)Spoumlrrtungo
l-Pcohyloumla
1
1 i i
-middotmiddot-Provhylsa 1
vKort hylsa Stutarshy~ hylsa
~ Sutace i llff Sulorshybleck
- Ring Haringl Eggharingllore 0 0 Egg
Koy med Sparingr
Fig 6 Standardkolvborr St I
14
i
ningspunkterna Emellertid foumlrutsaumltter en saringdan relativt laringngt
driven mekanisering en houmlg utnyttjningsgrad
shy) bull LABORATORIEUNDERSOumlKNINGAR
51 Friktionsrraterial
Saumlttningar i friktionsjord blir som regel smaring och utbildas under
byggnadstiden varfoumlr de ej har naringgon stoumlrre betydelse i samshy
band med vaumlgbyggnad
Friktionsmaterials kompressibili tet aumlr ofta svaringr att bestaumlmma
eftersom denna varierar med bla lagringstaumlthet kornstorlek
kornform och gradering Av dessa faktorer har lagringstaumltheten
den stoumlrsta inverkan paring materialets kompressibilitet Aumlven anshy
talet av- och paringlastningar paringverkar kompressibiliteten liksom
de eventuella spaumlnningsaumlndringar som materialet tidigare utsatts
foumlr in situ Osterman (1959) har tex funnit att saumlttningarna
foumlr friktionsmaterial oumlkar linjaumlrt med log N daumlr H aumlr antalet
lastvaumlxlingar
Vid spraumlngstens- och makadamfyllningar inverkar aumlven krypning
materialet avsevaumlrt paring saumlttningsfoumlrloppet Paus ( 1960) har
tex paringvisat att sprickfrekvensen foumlr betongbelaumlggningar plashy
cerade paring spraumlngstensfyllningar aumlr relativt stor Denna relashy
tivt stora sprickfrekvens torde bero paring krypning i spraumlngstensshy
fyIlningarna
Vibrationer fraringn trafiklast oumlkar packningsgraden hos friktionsshy
material Maumltningar utfoumlrda av Fellenius (1955) har visat att
packningseffekten till foumlljd av vibrationer i en jaumlrnvaumlgsbank
av sand aumlr begraumlnsad ned till ett djup av 1 a 2 m under markshy
ytan
De metoder som finns foumlr beraumlkning av saumlttningar i mellanjordshy
arterna mo och mjaumlla aumlr ej helt tillfredsstaumlllande Vid belastshy
ning upptraumlder naumlmligen fraumlmst i mjaumlla ett poroumlvertryck som ej
helt utjaumlmnas under byggnadstiden Saumlttningar erharinglls i saringdana
fall efter vaumlgens faumlrdigstaumlllande
Friktionsjordarters kompressibilitet bestaumlms ur kompressionsshy
foumlrsoumlk iled apparater med varierande diameter Vid dessa foumlrsoumlk
15
foumlrhindras provets sidoutvidgning Vid SGI har utvecklats en
kompressometer med 500 mm diameter saringsom visas i fig 7 Med
denna apparat kan material med upp till 50 mm kornstorlek unshy
dersoumlkas (Kjellman amp Jakobson 1955)
52 Kohesionsmaterial
Saumlttningar i kohesionsjordarter blir som regel betydligt stoumlrre
aumln i friktionsjordarter Saumlttningarnas storlek aumlr av betydelshy
se vid valet av grundlaumlggnings- eller foumlrstaumlrkningsmetod
Den initialsaumlttning som erharinglls vid belastning av ett lerlashy
ger beraumlknas vanligtvis ur Boussinesqs spaumlnningsekvation med
ett uppskattat eller uppmaumltt vaumlrde paring den ekvivalenta elasti-
citetsmodulen och Poissons tal v bull Vid beraumlkningar an-Eekv tas i allmaumlnhet att E k = ( 250 a 500) -rf och att V = 0 5o e V U
Primaumlrsaumlttning i lera foumlrorsakas av portrycksutjaumlmning Vid
beraumlkningarna antas som regel att portrycksoumlkningen aumlr lika
stor som oumlkningen av vertikaltrycket enligt elasticitetsteoshy
rin I kvicklera kan emellertid portrycksoumlkningen bli betydshy
ligt stoumlrre aumln vertikaltrycksoumlkningen medan i oumlverkonsolideshy
rade leror portrycksoumlkningen i allmaumlnhet aumlr mindre aumln motsvashy
rande oumlkning av vertikaltrycket
Den tid som erfordras foumlr portrycksutjaumlmning i ett lerlager aumlr
fraumlmst beroende av permeabiliteten samt lerlagrets tjocklek
Dessutom har eventuell anisotropi hos leran stor inverkan paring
portrycksutjaumlmningen ofta aumlr permeabiliteten i horisontell
riktning betydligt stoumlrre aumln i vertikal riktning I vissa fall
kan mycket laringng tid erfordras foumlr portrycksutjaumlmningen Porshy
trycksmaumltningar i Goumlteborg har visat att naturlig konsolishy
dering av de oumlver 100 m maumlktica lerlagren fortfarande paringgaringr
(Bergfelt 1956)
Sekundaumlrsaumlttning benaumlmns i allmaumlnhet den tidsbundna saumlttning som
ej kan haumlnfoumlras till portrycksutjaumlmning Den aumlr troligtvis fraumlmst
foumlrorsakad av krypning och sidoutpressning Vid grundlaumlggning
paring ett relativt tjockt lerlager kan sidoutpressnin~en vara stor
daring saumlkerhetsfaktorn med avseende paring brott aumlr mindre aumln 15 a 20
Fig 7 Kompressometer typ SGI 500 mm
16
saringsom maumltningar av Hansbo (1960) 0sterman amp Lindskog (1963)
och Pusoh (1967) har visat Saumlttningarna paring grund av sidoshy
utpressning var vid en del av dessa foumlrsoumlk av samma storleksshy
ordning som primaumlrsaumlttningen
Foumlr bedoumlmning av kohesionsmaterials konsolideringsegenskaper
anvaumlnds i allmaumlnhet den typ av oumldometer som utvecklades av
Terzaghi foumlr cirka 40 aringr sedan Haumlrvid innesluts en cylindshy
risk provkropp i en oumldometerring som foumlrhindrar provkroppens
sidoutvidgning vid belastning I Sverige anvaumlnds provkroppar
med 50 mm diameter och 20 mm houmljd (fig 8) Provet belastas
haumlr med vikter genom ett haumlvstaringngssystem Lasten haringlls konstant
under 24 timmar och provets deformation avlaumlses regelbundet
Paring grund av att sjua aringtta dagar erfordras foumlr varje foumlrsoumlk
aumlr oumldometerfoumlrsoumlk relativt kostnadskraumlvande
Foumlr att minska kostnaden foumlr oumldometerfoumlrsoumlk har systematiska
undersoumlkningar utfoumlrts daumlr tiden foumlr varje laststeg successivt
minskats fraringn 24 timmar till ca 1 timme Foumlrsoumlksresultaten vishy
sar att ett jordmaterialets kompressionsindex eller s -tal ej2
naumlmnvaumlrt paringverkas av laststegets varaktighet Daumlremot paringverkar
belastningstiden den foumlrkonsolideringslast som erharinglls ur
kompressionskurvans form (Karlsson amp Viberg 1967) Aumlven
Kallstenius (1963) har gjort liknande observationer Naumlr ti-
den foumlr varje laststeg aumlr betydligt mindre aumln 24 timmar boumlr
foumlrkonsolideringstrycket saringledes ej bestaumlmmas ur oumldometerfoumlrshy
soumlk En alternativ metod aumlr att bedoumlma foumlrkonsolideringstrycket
ur materialets odraumlnerade skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnshy
ser enligt de relationer som foumlreslagits av Hansbo (1957) och
Casagrande (1936) En viss uppfattning om foumlrkonsolideringsshy
tryckets storlek kan aumlven erharingllas ur omraringdets geologiska histoshy
ria tex belastningsaumlndringar av olika slag
Stora svaringrigheter uppstaringr ofta vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten daring proven inneharingller tunna mo- eller mjaumllaskikt Dessa
skikt packds ofta under transporten och vid efterfoumlljande hanshy
tering i laboratoriet Det parvatten som daring frigoumlrs sugs upp av
den omgivande leran Vidare frigoumlrs ofta luft eller gas ur mo~
eller mjaumllaskikten paring grund av det negativa partryck som er-
Fig 8 Oumldometer typ SGI
17
haringlls i provet vid provtagningen Dessutom aumlr moskiktens kompressishy
bilitet i allmaumlnhet betydligt laumlgre aumln lerskiktens Innehller det
prov som anvaumlnds vid ett oumldometerfoumlrsoumlk ett relativt tjockt m0-
skikt kan jordlagrets genomsnittliga kompressibilitet laumltt undershy
skattas
I oumlverkonsoliderad lera som ofta inneharingller sprickor aumlr det av
vikt att saring stora provkroppar som moumljligt anvaumlnds vid foumlrsoumlken
emedan sprickor i provet kan avsevaumlrt j_nverka paring resul taten
Lerors kompressibilitet oumlkar i allmaumlnhet med oumlkat finlekstal eller
flytgraumlns Indirekta metoder foumlr beraumlkning av kompressibilitet har
daumlrfoumlr utvecklats som grundar sig paring denna observation
Utvecklingen i dag garingr mot oumldometrar daumlr lasten paringfoumlrs hydrauliskt
och daumlr draumlneringsfoumlrharingllandena kontrolleras med hjaumllp av ett motshy
eller baktryck (Lowe Zaccheo amp Feldman 1964) Vidare har nya
typer av oumldometrar konstruerats diir man kan foumllja portrycksutjaumlmshy
ningen i provet med hjaumllp av portrycksmaumltare inmonterade i oumldoshy
meterns bottenplatta ( Rowe amp Barden 1966)
Vid tolkning av resultaten fraringn oumldorneterfoumlrsoumlk antas som regel
att portrycksoumlkningen i provet aumlr lika stor som den paringfoumlrda lasshy
ten Emellertid har portrycksmaumltningar utfoumlrda av husbo (1960)
visat att vid en belastning som aumlr mindre aumln foumlrkonsolideringsshy
lasten aumlr partrycket ej jaumlmnt foumlrdelat i provet Hansbo fann att
portrycksoumlkningen var betydligt stoumlrre intill provets mitt aumln
laumlngs ytterkanten Daring foumlrkonsolideringstrycket oumlverskreds var
emellertid portrycket relativt jaumlmnt foumlrdelat
De konstanter som anvaumlnds vid saumlttningsberaumlkningar kan aumlven utshy
vaumlrderas med den metod som foumlreslagits av Lambe (1964) Enligt
denna metod belastas en provkropp vid ett treaxligt foumlrsoumlk paring
samma saumltt som sker i jorden Haumlrvid maumlts det portryck som utshy
bildas i provet samt den deformation som erharinglls vid utjaumlmning
av poroumlvertrycket Denna metod foumlrutsaumltter emellertid en laringngt
driven foumlrsoumlkstelmik
Saumlttningsfoumlrloppet beraumlknas som regel med ledning av materialets
konsolideringskoefficient evbull Denna koefficient antas som regel
18
vara en konstant Faumlltmaumltningar har dock visat att detta anshy
taeande i stort sett aumlr giltigt endast foumlr normalkonsolidera-
de leror Koefficienten oumlkar dock naringgot med oumlkad balast-
nin
Vid tolkning av oumldometerfoumlrsoumlk foumlrutsaumltts att Darcys lag gaumlller
Emellertid raringder viss tveksamhet om denna lags giltighet vid
smaring stroumlmninfsgradienter saringsom paringpekats av bla SilfverberG
( SGI 1949) och Hansbo (1960) De observerade avvikelserna kan
i en del fall bero paring svaringrigheter vid tolkning av foumlrsoumlksresulshy
taten (Olsen 1965) Vissa foumlrsoumlksresultat tyder naumlmligen paring att
porvattenstroumlmningen vid en laringg stroumlIPningsgradient aumlr bet7dlipt
laumlgre aumln vad som motsvarar permeabilitetskoefficienten erharingllen
ur oumldometerfoumlrsoumlk Foumlr att kunna bedoumlma denna lags giltighet
erfordras faumlltfoumlrsoumlk som utfoumlrs under saring vaumll definierade foumlrshy
haringllanden att portrycksutjaumlmningen kan foumlljas med portrycksshy
maumltare
Vid saumlttningsberaumlkningar spelar det sJc foumlrkonsolideringstrycket
G en avgoumlrande roll Detta tryck aumlr det stoumlrsta vertikala vo eifektivtryck som ett jordlager utsatts foumlr efter avlagring paring
platsen Foumlrorsakar belastningen en spaumlnningsoumlkning i jorden saring
att ett troumlskelvaumlrde oumlverskrids som aumlr 10 a 15 jb houmlgre aumln foumlrshy
konsolideringstrycket erharinglls en saumlttning som aumlr betydligt stoumlrshy
re aumln den som erharinglls daring vertikaltrycket aumlr mindre aumln detta
troumlskelvaumlrde (Leonards amp Girault 1961) En grafisk metod har
utvecklats av A Casagrande (1936) enligt vilken foumlrkonsolideshy
ringstrycket beraumlknas ur resultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk Den
grafiska metoden kan i vissa fa11 ge ett alltfoumlr houmlgt foumlrkonsoshy
lideringstryck
Foumlrkonsolideringstrycket kan aumlven uppskattas ur materialets
odraumlnerade skjuvharingllfasthet (Skempton 1954 Hansbo 1957)
Haumlrvid utnyttjas det samband som existerar mellan effektivt
oumlverlagringstryck G odraumlnerad skjuvharingllfasthet T och vo fu
materialets indexegenskaper Emellertid visar en undersoumlkning
av Karlsson amp Viberg (1967) att en saringdan beraumlkningsmetod i vissa
fall kan vara missvisande Aumlven Osterman (1960) erhoumlll vaumlrden
paring kvoten T fu avo som foumlr svenska leror var stoumlrre aumln den som
19
erhoumllls ur Skemptons relation
Foumlr naumlrvarande aumlr det endast moumljligt att grovt uppskatta de saumlttshy
ningar som erharinglls vid grundlaumlggning paring starkt oumlverkonsoliderade
leror (Bjerrillll 1964) Totalsaumlttningen beraumlknas ofta enligt meshy
toden med elementaumlr summering av saumlttningarna hos respektive del-
skikt Materialets ekvivalenta elasticitetsmodul E uppskattasekv daumlrvid i allmaumlnhet ur uttrycket
Eekv middot- ( 250 a 500) T fu
Vid saumlttningsberaumlkningar foumlr oumlverkonsoliderade leror anvaumlnds i
maringnga fall aumlven resultat fraringn saringdana oumldometerfoumlrsoumlk daumlr proven
foumlrst belastas till ett beraumlknat oumlverkonsolideringstryck Proshy
vet avlastas sedan till det effektiva oumlverlagringstryck som
existerade foumlre provtagningen Daumlrefter belastas provet aringnyo
Den kompression som erharinglls vid den sista belastningen anvaumlnds
vid saumlttningsberaumlkningarna Saumlttningen enligt denna metod blir
emellertid ofta betydligt stoumlrre aumln den verkliga saumlttningen
Aumlven avlastningsgrenen paring konsolideringskurvan har anvaumlnts vid
saumlttningsberaumlkningar Ocksaring denna metod ger ibland en alltfoumlr
stor beraumlknad saumlttning
Saumlttningarna paringverkas av upprepade av- och paringlastningar Foumlrsoumlk
har t ex visat att paring- och avlastning foumlrorsakar kvarstaringende
paroumlvertryck i normalkonsoliderade leror och en oumlkning av skjuvshy
haringllfastheten daring detta paroumlvertryck utjaumlmnas Vid oumlverkonsolishy
derade leror kan av- och paringlastning foumlrorsalrn ett kvaxstaringende
parundertryck och en haringllfasthetsminskning Detta aumlr ett probshy
lem av stor ekonomisk betydelse vid bedoumlmning av erforderlig
oumlverbyggnadstjocklek foumlr vaumlgar och flygfaumllt
Foumlrsoumlksresultaten fraringn oumldometerfoumlrsoumlk redovisas i allmaumlnhet i ett
c-log a diagram foumlr att undvika den ganska omstaumlndliga beraumlkshy
ningen av materialets portal ( Odenstad 1954) Enligt denna meshy
tod avsaumltts laumlngs vertikalaxeln provets relativa hoptryckning
c och laumlngs horisontalaxeln paringfoumlrt effektivtryck a Lutningen
hos det samband som daring erharinglls uttrycks med det saring kallade c 2 -
talet Detta tal motsvarcr jordens relativa kompression vid en
20
foumlrdubbling av normaltrycket
6 K0NrR0LLMAumlTNINGAR I FAumlLT
61 Saumlttningsmaumltningar
Av stor betydelse aumlr kontrollmaumltningar av saumlttningar Haumlrvid
kan olika metoder komma ifraringga Den vanligaste metoden aumlr att
skruva ned en jordskruv eller att placera en platta paring oumlnskad
nivaring och sedan genom avvaumlgning eller maumltning med indikatorshy
klocka avlaumlsa jordskruvens eller plattans roumlrelse med avseende
paring en staringng som slagits ned till fast botten (Kjellman Kallsteshy
nius amp Liljedahl 1955) Denna metod aumlr emellertid foumlrknippad
med vissa nackdelar emedan maumltanordningarna ofta rubbas ur sitt
laumlge av arbetsmaskiner Vidare aumlr metoden relativt dyrbar efshy
tersom varje maumltpunkt fordrar en maumltanordning
Nya typer av saumlttningsmaumltare har utvecklats under de sista aringren
En metod grundad paring principen kommunicerande kaumlrl har anvaumlnts
i Sverige vid saumlttningsmaumltningar i fraumlmst jorddammar Haumlrvid
placeras en perforerad beharingllare i fyllningen ( A i fig 9)
Denna beharingllare kan fyllas med vatten genom en styv slang eller
ett roumlr Den nivaring (Bi fig 9) vid vilken vattnet rinner ut ur
beharingllaren noteras Genom att upprepa foumlrfarandet med jaumlmna
mellanrum kan fyllningens saumlttningar bestaumlmmas Med en apparat
kan man foumllja saumlttningarna endast i en enda punkt i fyllningen
Metoden aumlr saringledes relativt kostnadskraumlvande
Vid SGI har under senare aringr utvecklats tvaring nya typer av saumlttshy
ningsmaumltare Vid den foumlrsta metoden (Bergdahl 1966) anvaumlnds
ett maumltsystem bestaringende av tvaring slangar med olika dimensioner
saringsom visas i fig 10 Den klenare slangen aumlr i ena aumlnden foumlrshy
sedd med en gummiblaringsa som kan blaringsas upp med hjaumllpaven tryckshy
regulator Den aumlr innesluten i en groumlvre slang fylld med vaumltska
tex vatten Det tryck som erfordras foumlr att utvidga gummishy
blaringsan motsvarar det hydrostatiska trycket vid gummiblaringsans nivaring
Genom att maumlta detta tryck kan man bestaumlmma gummiblaringsans nivaring
med avseende paring en referenspunkt De tvaring maumltslangarna aumlr utshy
formade saring att de kan foumlras in i ett plastroumlr som paring foumlrhand
placerats i t ex en vaumlgbank Detta roumlr foumlljer vaumlgbanken daring
1
Il f
tp
till
b
ott
en
--------------------------------
_
BA
V
aumlgb
ank
f1
Ell
E
----
----
----
----
---
Il=
lll=
f
I
l 51
17
Peg
el
fast
Fa
st b
otte
n
Fig
9
S
aumlttn
ing
smaumlt
are
en
lig
t p
rin
cip
en
fouml
r ko
DD
luni
cera
nde
kaumlrl
h
h2
Sti
g r
oumlr
I T
ryck
maumlta
re
1 middoth 1
--Lt
~T
ry
ck
reg
ula
tor
Refe
ren
sniv
aring ~ h
top
p
paring
peg
el
Lu
ftsl
an
g
Maumlts
lan
g
fyll
d
med
v
att
en
f
-
--
---~
--
M
aumltk
rop
p
$
l~-
Gu
mm
iblaring
sa
Fig
1
0
Saumltt
nin
gsm
aumlta
re
typ
SG
I 1
(sy
stem
Ber
gd
ahl)
21
saumlttningar paringgaringr Paring detta saumltt kan man med ett och samma maumltshy
system bestaumlmma saumlttningarna av ett stort antal punkter i en
tvaumlrsektion genom en bankfyllnad [aumltnoggrannheten uppskattas
till 5 mm
Vid den andra metoden som utvecklats vid SGI (iager 1968) anshy
vaumlnds korta spiralslangar med 1 a 2 m liingd Slangdelarna aumlr
hopkopplade med kontakthylsor av maumlssing saringsom visas i fig 11
Den hopkopplade maumltslangen foumlrs ned i jorden genom ett foderroumlr
foumlrsett med loumlstagbar spets Daring maumltslangen nedfoumlrts till oumlnskat
djup dras foderroumlret upp I loumls lera sluts haringlet efter fodershy
roumlret saring att god kontakt erharinglls mellan maumltslang och omgivande
jord maumltslangen faringr vid saumlttningar samma roumlrelser som den omgishy
vande jorden Saumlttningarnas storlek kan sedan bestaumlmmas genom
att man saumlnker ned ett lod i maumltslangen (fig 12) Naumlr lodet
med sitt kontalctorgan moumlter en kontakthylsa ljuder en summershy
ton Kontakthylsans laumlge och daumlrmed saumlttningarna maumlts med ett
maringttband som aumlr fastsatt paring lodlinan Jviaumltnoggrannheten uppskatshy
tas till+ 2 mm
Bernell (1964) har utvecklat tvaring nya typer av saumlttningsmaumltare
Vid den foumlrsta metoden placeras nwssiva staringlringar paring olika
nivaringer kring ett teleskopiskt roumlr com saumltts ned i jorden Daring
jordlagren runt roumlren saumltter sig foumlljer staringlringarna med Ringarshy
nas laumlge kan sedan bestaumlmmas genom att man saumlnker ned en sond
roumlret inneharingllande ett maumltinstrument avsett foumlr maumltning av anshy
tingen densitet eller vattenhal t hos ett jordmaterial Jfaumltinstrushy
mentet uppfattar staringlringarnas laumlgen som en aumlndring av jordens
densitet resp vattenhalt lIed denna metod kan stiUringarnas
roumlrelse och daumlrmed saumlttningarnas wtorJi--k bAtaumlrnrnaa ned en middot1aumltshy
noggrannhet av + 1 cm
Vid den andra metoden placeras maumltkroppar inneharingllande en koboltshy
isotop intill ett teleskopiskt maumltroumlr lfaumltkropparnas laumlge kan
sedan bestaumlmmas genom att paring samma saumltt saumlnka ned en sond inneshy
haringllande ett Geiger-Jvlilllerroumlr Maumltnoggrannheten uppskattas aumlven
vid denna metod till+ 1 cm
i
IT
SI
l
lL
fil
2
FO
DE
RR
OumlR
S
PIR
ALS
LAN
G
YT
TE
R-
SO
ND
U
PP
DR
AG
NIN
G
AV
S
AumlT
TN
ING
Sshy
NE
DD
RIV
ET
D
IAM
O
mm
N
ED
FOumlR
D
NE
DF
OumlR
D
FOD
ER
ROuml
R
OC
H
MAuml
TN
ING
SO
ND
LJU
DD
OS
A
ME
D
BA
TT
ER
I
ST
OumlD
HY
LSA
_--
--M
AringT
TB
AN
D
KO
NT
AK
TH
YLS
A
IU
K
ON
TA
KT
OR
GA
N
I
I
i t
I
r
gt t
i
middotmiddotw
D
gt~
bull ~
middot
w
9
Jgt
T
~
~-
(
p p
Jt l
il
lgt
t
Jgtbull
p ~
~
0
gt
bull p
p middot
-
middot bull
p
p _
LOumlS
TA
GB
AR
S
PE
TS
B
OTT
EN
PLU
GG
Fig
1
1
Inst
all
ati
on
av
saumlt
tnin
gsm
aumltar
e SG
I 2
(sy
stem
Wag
er)
Ljuddosa med batteri
Millimetergraderat maringttband
Maringtiband Kabel
Spiralslang
Fig 12 Saumlttningsmaumltare typ SGI 2 ( system Wager)
22
i
60 2 Portrycksmaumltningar
Vid uppfoumlljnine av saumlttningsfoumlrloppet aumlr aumlven portrycksmaumltning
av mycket stort vaumlrde I mo sand och grus Baumlts partryck laumlmpshy
ligast med oumlppna roumlr som spolas eller trycks ned i jorden
Portrycksmaumltare har under senare aringr utvecklats vilka endast
fordrar SBaring vattenBaumlngder foumlr att registrera en portrycksfoumlrshy
aumlndrin6 (Kallstenius amp Hallgren 1956) Saringdana maumltare anvaumlnds
fraumlmst i lera Det aumlr vidare foumlrdelaktigt vid maumltning av porshy
tryck i lera att maumltelementets kontaktyta med den omgivande
jorden aumlr stor i foumlrharingllande till elementets volym Vid Norges
geotekniska institut (NGI) hartex utvecklats en portrycksshy
maumltare med mycket kort sk responstid Partrycket maumltes med
ett elektriskt system enligt principen svaumlngande straumlng II ed
denna maumltare aumlr det moumljligt att maumlta en aumlndring i portryck cirshy
ka 10 ggr snabbare aumln med den portrycksmaumltare som anvaumlnds allshy
maumlnt i Sverige
Ofta aumlr portrycksmaumltarna foumlrsedda med dubbla ledningar saring att
man vid laringngtidsmaumltningax kan avlaumlgsna eventuell gas som samlas
ledningar och maumltare Vidare konstrueras maumltarna ofta av
plast foumlr att minska gasbildningen vid laringngtidsmaumltninger
Partrycket maumlts i allmaumlnhet mekaniskt med manometer ilven traringdshy
toumljningsgivaxe har anvaumlnts Emellertid torde ett mekaniskt sysshy
tem vara att foumlredra vid laringngtidsmaumltningar framfoumlr ett elektriskt
system
23
REFERENSER
BERGDAHL U 1966 Ny metod foumlr niitning av saumlttningar hos bankshy
fyllnader paring kompressibla jordlager Vaumlg- och vattenbyggaren
No 3 p 102-104
BERGFELT A 1956 Geoteknik och grundlaumlggning vid Goumlteborgs
hamn Vaumlg- och vattenbyggaren No 2 p 27-32
BERIlELL L 1964 Discussion 8 Intern Congr on Large Dams
Edinburgh Val 5 p 506-509
BJERRUlI L 1954 Geotechnical Prorerties of Norwegian Ifarine
Clays Geotechnique Val 4 No 2 p 49-69
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidation
Load and Its Practical Significance Proc L Intern Conf
Soil Mech a Found Engng Vol 3 p 60-64
FELLENIUS B 1955 Vaumlg- och vattenbyigaren och jorden Vaumlgshy
och vattenbyeearen No 1 p 3-6
FLODIN N 1959 Anvisningar foumlr geotekniska faumll tundersoumlimingar
Stat Geot Inst Medd No 4 Stockholml)
HANSBO s 1957 il New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Clay by the Fa11-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
HANSBO S 1960 Consolidation of Clay with Special Reference
to Influence of Vertical Sand Drains Stat Geot Inst
Proc No 18 Stockholm
KALLSTENIUS T 1953 Sorne Side-Intake Soil Samplers for Sand
and Gravel ll Swed Geot Inst Proc No 7 Stockholm
1) Reviderad upplaga under utarbetande
KALLSTENIUS r amp WALLGPEN A 1956 Pore later Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst Proc
No 13 Stockholm
KALLSTENIUS T 1963 Studies on Clay Samples Taken vith Stand8rd
Piston Sampler Swed Geot Inst Proc No 21 Stockholm
KARLSSON H amp VIBERG L 1967 Hatio cp in Relation to Lig_uiei
Limit and Plasticity Index with Special Reference to Sweshy
dish Clays Proc Geot Conf Oslo 1967 Vol I p 43-47bull
KJELLMAN Vi KALLSTEllIUS T amp iAGER O 1950 Soil Sampler
with Metal ~oils R Swed Geot Inst Proc No 1 Stock-
halm
KJELLlilAll VI amp JAKOBSON B 1955 Same Relations between Stress
and Strain in Coarse-Grained Cohesionless ilaterials R Swed
Geot Inst Proc No 9 Stockholm
KJELLlliAN W KALLSTENIUS I amp LILJEDAHL Y 1955 Accurate
iIeasurement of Settlements R Swed Geot Inst Proc No 10
Stockholm
LJiftBE TW 1964 Methods of Estimating Settlement J Scil Iech
a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5 p 43-67
LEONARDS GA amp GIRAULT P 1961 A Study of the One-Dimensional
Consolidation Test Proc 5 Int Conf Soil liiech a Found
Engng Vol I p 213-218
LOWE J ZACGHE0 1 PF amp FELDMAN AG 1964 Consolidation with
Back Pressure J Soil iVech a Found Div Proc ASCE
Vol 90 No SM5 p 69-86
OLSEN HW 1965 Deviations frori Darcy 1 s Law in Saturated Olays
Soil Sci Soc Arnerica Proc 29 No 2 p 135-140
OSTERiIAN J 1959 Some Aspects on the Properties of Granular
Masses Svenska Nationalkornmitten foumlr Mekanik Reologisekshy
tionen Medd No 1
OSTERliIAN J 1960 Notes on the Shearing Resistance of Soft Clays
Acta Polytechn Scandin Ser Ci 2 ( 2631959) Stockholm
25
I
0STERMAN J amp LINDSK0G G 1963 Influence of Lateral lilovement
in Clay upon Settlements in Some Test Areas European Conf
Soil Mech a Found Engng Vliesbaden Vol 1 p 137-142
PAUS K 1960 Kan skadliga eftersaumlttningar undvikas Svenska
Vaumlgfoumlreningens Tidskrift Vol 47 No 7 p269-272
PUSCH R 1967 Saumlttningar hos byggnadsverk paring lera STF-TLI
Kursverksamhet Goumlteborg 4-6 oktober 1967
R011E PVI amp BARDEN L 1966 A New Consolidation Cell Geotechshy
nique Vol 16 No 2 Pbull 162-170
SGI 1949 Redogoumlrelse foumlr Statens Geotekniska Instituts verkshy
samhet under aringren 1944-1948 Stat Geot Inst Medd No 2
Stockholm
SKEMPT0N AVI 1954 Discussion of the Structure of Inorganic
Soil J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 80
Sep No 478 p 19-22
WAGER 0 1968 A New Device for Measurement of Settlements
Under utarbetande
TEKNISK-EKONOMISK OumlVERSIKT OumlVER ANLAumlGGNINGSMETODER
FOumlR REDUCERING AV SAumlTTNINGAR I VAumlGAR
av
Allan Ekstroumlm
INNEHALL
1 INLEDNING
2 METODER
2 1 Belastningsminskning
2 11 Profilsaumlnkning
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
2 31 Urgraumlvning
2 32 Nedpressning
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
3 SPECIELLA AumlTGAumlRDER
4 SAMMANFATTNING
1 INLEDNING
I denna oumlversikt behandlas endast saumlttningsproblem paring grund av konshy
solidering ocheller 1Jndanpressning av loumlsa jordlager under vaumlgbankar
Av naturliga skaumll aumlr det emellertid icke moumljligt att renodla fraringgestaumlllshy
ningarna saring helt att endast saumlttningsreducerande eller saumlttningselimishy
nerande aringtgaumlrder diskuteras eftersom saumlttnings- och stabilitetsproblem
ofta upptraumlder samtidigt
Framstaumlllningen avspeglar nuvarande praxis i Sverige inom Statens
Vaumlgverks och Statens Geotekniska Instituts verksamhetsomraringde Anshy
givna kostnadssamband grundar sig paring aring-priser fraringn entreprenad- och
egenregiarbeten inom Vaumlgverket samt paring leverantoumlruppgifter Paring
grund av prisfluktuationerna dels inom olika delar av landet dels vid
olika tidpunkter och skilda entreprenadupphandlingar kan kostnaderna
dock endast betraktas som ungefaumlrliga och betydande avvikelser foumlreshy
kommer Paring grund haumlrav aumlr det ej heller moumljligt att staumllla upp geneshy
rellt giltiga diagram oumlver kostnader foumlr olika alternativa aringtgaumlrder i
utslagsgivande syfte
2 METODER
Saumlttningarna i vaumlgbanan och daumlrmed olaumlgenheterna foumlr trafiken kan
reduceras eller elimineras paring principiellt fyra olika saumltt
A) genom minskning av belastningen paring de kompresshy
sibla jordlagren
B) genom foumlrstaumlrkning (t ex avvattning eller stabishy
lisering) av de kompressibla lagren
C) genom utskiftning av de kompressibla jordlagren
mot friktionsmaterial (schaktning eller pressning)
D) genom att man foumlr ned lasten av vaumlgbanken till
fastare jordlager medelst paringlning
2 1 Belastningsminskning
Belastningsminskning paring underliggande kompressibla jordlager kan
ske antingen genom profilsaumlnkning eller genom anvaumlndning av laumltt
fyllningsmaterial
2
2 11 Profilsaumlnkning
Profilsaumlnkning (haumlr avses antingen nedschaktning av en befintlig
vaumlgbank eller aumlndring av en foumlreslagen profillinje) aumlr givetvis det
enklaste och vanligen det billigaste saumlttet foumlr saumlttningsreducering
Naumlr denna metod tillgrips vill man ofta faring ned bankhoumljden till houmlgst
1 m oumlver markytan eller mindre Daumlrvid uppstaringr emellertid ibland
andra olaumlgenheter i form av foumlrsaumlmrad profillinje foumlrsvaringrat terrasshy
seringsarbete (om befintlig torrskorpa genombrytes) saumlmre snoumlroumljshy
ningsfoumlrharingllanden etc I ogynnsamma fall kan aumlven massoumlverskott -
och direkt kostnadsoumlkning - uppstaring Vid mer houmlgklassiga vaumlgar maringste
dock det loumlsa jordlagret vara relativt jaumlmntjockt om de uppkommande
saumlttningarna skall kunna accepteras bli tillraumlckligt jaumlmna)
Det vore oumlnskvaumlrt att profillinjer och disposition av massor icke
laringses fast i projekteringen saring tidigt som nu ofta aumlr fallet Saumlttningsshy
foumlrharingllandena kunde daring beaktas baumlttre
2 12 Laumltt fyllningsmaterial
Laumltt fyllningsmaterial till vaumlgbankar skall uppfylla foumlljande fordringar
3a) skall ha laringg volymvikt ( ( = houmlgst 0 8 - 1 0 tm )
b) skall vara kemiskt stabilt
c) skall vara mekaniskt motstaringndskraftigt skail taringla
packning och trafilcvibrationer)
d) skall ha betryggande tjaumllsaumlkerhet aumlven paring laringng silct)
e) skall ej vara korrosionsfarligt foumlr betong och staringl
Foumlr naumlrvarande anvaumlnds eller diskuteras foumlljande material
3Volymvilct tm
3Pris krm
i bank under vatten
Leca o 5 0 40 a 45-
Laumlttbetongkros s o 5 0 18 a 20-
Masugns slagg 08-10 ca o 5 sa 10-
(Koksaska ca 0 8 ca 04 )
Saringgsparingn 0 2 a 4-
3
Anm 1) Med volymvikt i bank avses den vikt man i praktiken boumlr raumlkna med att materialet faringr i framtiden (sedan viss hoppackning och fuktupptagning skett)
2) Fraringn eventuell flytkraft bortses vanligen vid dimenshysioneringen varfoumlr volymvikten under vatten satts lika med O i tabellen
3) aring-priserna aumlr ungefaumlrliga och avser inkoumlpspriset i loumlst maringtt paring bil paring resp tillverkningsort Transportshykostnaden varierar med volymvikten och avstaringndet till arbetsplatsen
Materialet anvaumlnds dels som ersaumlttning foumlr konventionellt tungt
fyllnadsmaterial i bankar (friktionsjord och lera med volymvikten 3
1 8 - 2 0 tm ) dels som aringterfyllning vid bortschakning av loumlsa
jordmassor i vaumlglinjen Speciellt i det sistnaumlmnda fallet har metoden
tillaumlmpats i Sverige i samband med foumlrbaumlttring av vaumlgbanksstraumlckor
och tillfartsbankar till broar (grundlagda paring paringlar)
Erfarenheterna rent tekniskt av laumlttfyllningsbankar aumlr i stort goda
I naringgot fall har dock masugnsslagg under inverkan av trafik komprishy
merats och cementerat ihop till en sandstensliknande massa med 3
volymvikten 1 4 - 1 5 tm i fuktigt tillstaringnd Det foumlrharingller sig tydshy
ligen aumlven saring att slaggprodukterna har varierande Y-vaumlrden aumlven
paring ett och samma fabrikationsstaumllle varfoumlr man alltid maringste konshy
trollera volymvikten paring aktuella inkoumlps partier om man skall vara
saumlker paring att faring beraumlknad belastningsminskning En nackdel med laumlttshy
betongkross aumlr att svinnet blir stort genom att viss nerkrossning
sker vid transport och utlaumlggning saumlrskilt om t ex bandtraktorer
anvaumlnds Eventuellt kan paring vissa staumlllen anhopning av finpartiklar
ske saring att tjaumllningsproblem uppkommer Siporexkross aumlr dessutom
korrosionsbefraumlmjande Lecan aumlr utan tvivel det houmlgvaumlrdigaste men
tyvaumlrr aumlven det dyraste materialet Den mycket laringga volymvilcten
kan dock i maringnga fall bli utslagsgivande eftersom man daumlrigenom
erharingller betydande belastningsminskning redan vid smaring lagertjockshy
lekar (ca 0 15 Mpm2 permiddotdm skilcttjocklek eller ca 70 av motsvashy
rande grusbankvilct) Saringgsparingn aumlr aumln saring laumlnge relativt oproumlvat men
sannolikt kan det visa sig bli anvaumlndbart aringtminstone som aringterfyllningsshy
material under grundvattenytan paring vaumlgar i laumlgre kvalitetsklass saumlrskilt
i de fall daring grusmassor (nedsjunken vaumlgkropp) kan schaktas bort innan
profilhoumljning sker i samband med foumlrbaumlttringsarbeten
4
Vid kostnadsjaumlmfoumlrelse mellan olika laumltta fyllningsmaterial foumlr ett
aktuellt arbete maringste haumlnsyn tagas till att svinnet i form av nershy
krossning och hoptryckning vid utlaumlggningen aumlr betydande foumlr vis sa
material samt att detta aumlven inverkar paring totala transportkostnaden
2 2 Foumlrstaumlrkning av jordlager
Foumlrstaumlrkning av jordlager kan ske medelst t ex kemisk stabiliseshy
ring (bl a med kalk) eller avvattning genom elektroosmos eller
vertikal sanddraumlnering Foumlr vaumlgbyggnad aumlr i detta sammanhang
endast sanddraumlneringsmetoden aktuell
Denna metod som innebaumlr att draumlneringsvaumlgens laumlngd foumlr porvattnet
i leran minskas genom installation av vertikala sandpelare (p 16 cm
cc 1 1 - 1 5 a 2 0 m) aumlr mycket vanlig i Sverigebull Aumlrligen nedfoumlrs
500 000 - 700 000 m draumlner Huvudparten goumlrs i egen regi av Vaumlgshy
verket med hjaumllp av 2- 3 specialarbetslag sysselsatta aringret runt varishy
genom kostnaden foumlr sjaumllva draumlnslagningen har kunnat haringllas nere
vaumlsentligt Medelpriset foumlr draumlnerna uppgaringr till ca 1 50 krlm
(inklusive arbetsbaumldd)
Normalkostnaden foumlr vertikaldraumlnering (fig 1t) av en 2-filig vaumlg
(exklusive tryckbankar) uppgaringr till ca 600- resp 900- per lm vaumlg
vid 10 resp 15 m draumlneringsdjup Totalkostnaden paringverkas vaumlsentligt
av tryckbanksbehovet vilket naturligtvis aumlr direkt avhaumlngigt av jordens 3
skjuvharingllfasthet i resp fall Ofta blir tryckbanksvolymen 50 a 100 m
per lm vaumlg och priset paring fyllnadsmassorna kan vaumlxla mellan 0- och 3
10- a 15- per m bull I maringnga fall blir saringledes tillaumlggskostnaden betyshy
dande
Erfarenheterna av metoden aumlr goda I allmaumlnhet erharinglls tillraumlckligt
snabb konsolidering foumlr att huvudparten av saumlttningarna skall itbildas
under normal byggnadstid dvs 1 5 - 2 aringr Vidare synes naringgorlunda
god oumlverensstaumlmmelse erharingllas mellan observerade och beraumlknade
saumlttningsbelopp Tyvaumlrr har dock aumlnnu alldeles foumlr faring noggranna
uppfoumlljningar skett foumlr att man med naringgorlunda saumlkerhet skall kunna
bedoumlma bl a det sekundaumlra saumlttningsfoumlrloppet och inverkan paring lerans
x) Behjaumllpliga vid uppgoumlrandet av kostnadsdiagrammen (fig 1-5) har varit civilingenjoumlrerna Haringkan Bohm och Rune Dahlberg Statens Geotekniska Institut
0
Tr ckbanK LE_ofillllllL
~er - - ~- -Draumlner Draumlnlaumlngd = lerlagrets maumlktighet
bredd 23m amp =8 cv=13 middot 0--4 crfis
Kr lm vaumlg (2-filig) 1Smaringn liggtid foumlr oumlverlast
4000 -r---------------------------
3000 -----------+--------+---------Proj kterad bankhoumljd 3m lt = onst = 1S tmbull
0 5 10 15 DRAumlNLAumlNGD M
Kurva CD Kostnad foumlr draumlmr + arbetsbaumldd __ __~ -11- -u- -11--bull- + tryckbankmassor_ _-- -bull- -bull- -11- -IJ--bull- Q) -bull- + oumlverlast __ copy -- -n- -u- -11- __-middot- -bull- -u- - 11 - + avschaktn
Auml-priser Draumlner 15 kr1m draumln (inkl arb baumldd) Massor 7 0 kr rri Avschak tn 510kr m ( exkl ev borttrpt)
Fig 1 Vertikaldraumlnering (kostnadsexempel)
5
skjuvharingllfasthet (reduktion paring grund av omroumlrning vid draumlnslagningen
samt aringtervinning och oumlkning paring grund av konsolideringen under den s k
liggtiden) En foumlrsta del av en saringdan systematisk undersoumlkning har
dock nyligen paringboumlrjats paring SGI i samraringd med Vaumlgverket En aumlnnu saring
laumlnge oklar fraringga aumlr hur mycket organisk inblandning man kan ha i
leran och aumlndaring tillaumlmpa metoden och faring acceptabla sekundaumlrsaumlttshy
ningar Nackdelarna med metoden bestaringr fraumlmst i att den erfordershy
liga oumlverlasten som vanligen aumlr minst 1 - 1 5 m tjock ger ett
stabilitetsproblem som kraumlver tryckbankar Eftersom jordens urshy
sprungliga haringllfasthet i regel aumlr laringg i de aktuella omraringdena och
ytterligare reduceras genom draumlnslagningen blir tryckbankarna ofta
mycket stora och i vissa fall kan stabilitetsproblemet omoumljliggoumlra
metodens tillaumlmpning Anvaumlndning av laumlttfyllning (t ex Leca eller
eventuellt saringgsparingn) i undre delen av sjaumllva vaumlgbanken kan reducera
stabilitetsproblemet och i vissa fall ge en vertikaldraumlnering som
ekonomiskt foumlrdelaktigt alternativ till andra aringtgaumlrder
Taumlnkbar utveckling av vertikaldraumlneringsmetoden
a) aumlndrade dimensioner och cc-avstaringnd hos draumlnerna
kan eventuellt ge laumlgre pris med bibeharingllen effekt
b) draumlnerna slarings glesare och haringlls laumlnsade genom pumpshy
ning i filterspetsar (motsvarande saumlnkning av GW-ytan
och kompensation av viss del av oumlverlasten som daring
kan minskas i tjocklek med mindre tryckbankar och
markloumlsen som foumlljd)
c) kombination med kemisk stabilisering (kalk) eller
elektroosmos
d) aumlndrad typ av draumlner t ex oumlvergaringng till draumlner av
papp eller annat material
2 3 Utskiftning av de kompressibla jordlagren
Utskiftning av de kompressibla jordlagren kan ske genom urgraumlvning
eller nedpressning
2 31 Urgraumlvning
Urgraumlvning aumlr vaumll den i saumlrklass vanligaste metoden foumlr eliminering
av saumlttningar beroende bl a paring att den vanligen aumlr laumltt att II ta staumlllning
6
till foumlr icke-geotekniker - det aumlr enkelt att dimensionera paring saumlkra
sidan Borrningsunderlaget som laumlggs till grund foumlr dylik dimensioshy
nering bestaringr ofta endast av vildsondering och tagning av stoumlrda jordshy
prover som endast okulaumlrbedoumlms Urgraumlvningsdjup och -bredd beshy
staumlms ofta schablonmaumlssigt efter regler som kan variera fraringn laumln
till laumln Vid en serie kurser foumlr arbetsledare och kontrollanter fraringn
Vaumlgverket staumllldes fraringgan Vilka tumregler tillaumlmpas i allmaumlnhet
ute i laumlnen foumlr bestaumlmning av schaktbottnens bredd vid urgraumlvningar
Svaren visade att maringttet kan variera mellan bankens kroumlnbredd och
en bredd begraumlnsad av plan i lutning 1 1 5 fraringn bankens kroumlnkanter
ned till fast botten eller fastare jordlager (Haumlr boumlr kanske fram-
haringllas att utskiftningsmetoden ofta tillgrips aumlven i stabilitetsfoumlrshy
baumlttrande syfte) Uppskattningsvis goumlrs aringrligen urgraumlvningar paring vaumlgshy3
byggen av ca 1 miljon m motsvarande en kostnad av ca 10 miljoner
kr Det aumlr troligt att dessa kostnader skulle kunna reduceras eller i
varje fall omfoumlrdelas och anvaumlndas paring ett laumlmpligare saumltt om fraringgan
om urgraumlvningsmetoden (schaktningens omfattning i djup- och sidled
arbetsteknik etc) gjordes till foumlremaringl foumlr i foumlrsta hand en systematisk
teknisk uppfoumlljning av utfoumlrande och effekt vid varierande foumlrharingllanden
jordarter djup till fastare lager bankhoumljd och slaumlntlutning I Vaumlgshy
verkets aumlldre upplaga av Anvisningar foumlr vaumlgbyggnad (BYA) foumlreskrevs
foumlr belagda vaumlgar att urgraumlvningsbredden skulle vara minst lika med
bankens projekterade basbredd med erforderlig utstraumlckning vid sidoshy
lutande fast botten Slaumlntlutningen torde haumlrvid ha foumlrutsatts vara
11 5
Vilka krav kan staumlllas paring en urgraumlvning
1) Urgraumlvningen maringste i djupled omfatta saring mycket avde
kompressibla jordlagren att framtida saumlttningar inom
fraumlmst koumlrbanorna blir eliminerade eller reducerade
till acceptabel storlek vilken beror paring vaumlgkvalitet uppshy
kommande svackors laumlngd etc
2) Urgraumlvningsbredden maringste fraringn fall till fall anpassas
till aktuell bankhoumljd och skjuvharingllfasthet hos omgivande
jordlager samt djupet till och lutningen hos de fastare
lagren saring att dels bankfyllningen aumlr stabil mot skred
dels naumlmnvaumlrda saumlttningar paring grund av plastisk undanshy
pressning i sidled ej intraumlffar i vaumlgrenarnas ytterkanter
7
3) Aterfyllningsmaterialet skall vara av saringdan beskaffenhet
att det vid utfyllnad under vatten - varvid saumlrskild komprishy
mering av detsamma med redskap i praktiken aumlr omoumlj-
lig - faringr relativt god lagringstaumlthet
4) Slutligen skall kostnaderna foumlr aringtgaumlrden staring i rimlig
proportion till utbytet i form av en ur saumlttnings synpunkt
kvalitativt baumlttre vaumlg (Detta krav gaumlller dock foumlr alla
metoder varfoumlr naringgot foumlrsoumlk att tillfredsstaumlllande utreda
den fraringgan ej skall goumlras haumlr)
Erforderligt urgraumlvningsdjup kan i allmaumlnhet bedoumlmas med ledning av
sonderingsresultaten och jordartsbenaumlmningarna Om ingen markerad
graumlns mellan loumlsa och fasta jordlager kan urskiljas ur borrningsresulshy
taten maringste man taga ostoumlrda jordprover och - efter laboratorieprovningshy
ar - goumlra saumlttningsberaumlkning skiktvis och paring saring saumltt avgoumlra laumlmpligt
schaktdjup
Schaktdjupet kan ofta minskas med 1 - Z m om aringterfyllningsmaterialet
aumlr grov spraumlngsten och det kompressibla jordlagret som skall graumlvas
bort bestaringr av t ex loumls lera (Det kvarlaumlmnade loumlsa jordmaterialet
traumlnger delvis upp i haringlrummen mellan stenblocken Dessutom sker
saumlttningen snabbt i resterande del av lagret som daring har reducerad
tjocklek) Ett saringdant foumlrfarande kan ofta innebaumlra uppemot ZO - Z5 minskad schaktningsvolym och goumlr samtidigt arbetet laumlttare och skredshy
risken i schaktslaumlnterna avsevaumlrt mindre
Erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till fyllningens stabilitet kan
beraumlknas fraringn fall till fall paring vanligt saumltt med glidytor Vad betraumlffar
problemet med lilngsam sidopressning av fyllningsschaktvaumlggen och
aringtfoumlljande deformationer i (vaumlgslaumlnt och vaumlgrenarnas ytterkanter aumlr
problemet besvaumlrligare En viss uppfattning om risken foumlr plastisk
deformation torde man faring genom att jaumlmfoumlra aktiva och passiva jordshy
trycken paring oumlmse sidor om begraumlnsningsytan mellan aringterfyllningen och
de naturliga jordlagren dvs schaktgropens sidoslaumlnter Man torde
dock inte kunna raumlkna med att alltid ha tillraumlckliga uppgifter om aringtershy
fyllningsmassorna och de naturliga jordlagrens skjuvharingllfasthet foumlr att
regelmaumlssigt kunna goumlra saringdana kalkyler Man faringr sannolikt garing mer
praktiskt tillvaumlga medelst uppfoumlljning av foumlrsoumlksstraumlckor daumlr urgraumlv-
8
ningsbredden - paring basis av utfoumlrda kalkyler enligt ovan - varieras
foumlr olika vaumlrden paring bankhoumljd typ av aringterfyllningsmaterial (sand-
grus resp spraumlngsten) schaktningsdjup och jordlagerfoumlljd (jordart
skjuvharingllfasthet etc) Med ledning av resultat fraringn en saringdan undershy
soumlkning kompletterad med besiktning av befintliga vaumlgstraumlckor daumlr
liknande aringtgaumlrder tidigare vidtagits (och daumlr schaktningssektionens
verkliga utseende aumlr naringgot saring naumlr saumlkert kaumlnd) borde det vara moumljligt att
staumllla upp riktlinjer foumlr erforderlig urgraumlvningsbredd med haumlnsyn till
risken foumlr skadliga saumlttningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Risken foumlr
direkta skred torde i maringnga kanske de flesta fall kunna elimineras
genom att urgraumlvningsmassorna anbringas som tryckbankar varvid
aringtgaumlrden kan anses ha faringtt sin optimala omfattning
Exempel paring liknande riktlinjer tillaumlmpade i naringgra delstater i USA
finns beskrivna i facktidningar De redovisade fallen gaumlller dock
fraumlmst mycket loumlsa organiska jordlager och torde dessutom vara uppshy
gjorda foumlr att saumlkra vaumlgbanken saringvaumll mot skred som skadliga saumlttningar
Vid aumlven relativt loumls lera torde ur ren saumlttnings synpunkt en foumlrharinglshy
landevis smal schaktning vara tillraumlcklig Viss klassindelning beroende
paring vaumlgtyp och kvalitetskrav i oumlvrigt synes moumljlig
I samband med diskussion om urgraumlvningsbredden boumlr naumlmnas alternashy
tivet med enbart (stabiliserande) sidourgraumlvningar under ytterpartierna
av breda bankar t ex motorvaumlgar Denna metod boumlr tillaumlmpas naumlr
tjockleken paring det kompressibla lagret aumlr liten eller saumlttningshastigheten
i detsamma saring stor t ex beroende paring foumlrekomst av draumlnerande sandshy
eller moskikt att saumlttningarna efter uppfyllnad sker redan inom 1 - 2
aringr dvs inom normal byggnads tid foumlr ett vaumlgfoumlretag
Betraumlffande aringterfyllnadsmaterialet kan foumlrst konstateras att spraumlngsten
generellt aumlr baumlst fraumlmst paring grund av den tidigare naumlmnda moumljligheten
att i vissa fall kunna begraumlnsa schaktningsdjupet Vidare blir fyllshy
ningens yttre delar haumlrvid stabilare och mer hopharingllande med minskad
risk foumlr sidopressning och utflytning utanfoumlr beraumlknad sektion Den
branta rasvinkeln (houmlgt vaumlrde paring inre friktionsvinlceln) hos materialet
goumlr ocksaring att urgraumlvningsbredden i de ur stabilitets synpunkt ogynnshy
sammaste fallen blir mindre aumln om annat material t ex grus anshy
vaumlnds Slutligen kan materialet utan problem fyllas ut i vattenfyllda
schakter aumlven om dessa skulle ha en betydande maumlngd lerslam paring
9
bottnen Som normalt krav paring aringterfyllningsmaterialet i vattenfyllda
gropar gaumlller att det vid utfyllningen snabbt skall sjunka till bottnen
Det faringr saringledes ej vara alltfoumlr finjordsrikt Av naturligt jordmaterial
boumlr endast grus ochg rovkorniga moraumlner (i undantagsfall sand och
grovmo) komma ifraringga Moiga och mjaumlliga (ibland aumlven sandiga) moshy
raumlner aumlr direkt olaumlmpliga och boumlr foumlrbeharingllas laumlnsade schaktgropar
daumlr skiktvis utfyllnad och packning kan utfoumlras Det aumlr angelaumlget att
man disponerar tillgaumlngliga massor efter deras kvalitet saring att spraumlngshy
stenen i foumlrsta hand placeras i bottnen och upp oumlver grundvattenytans
nivaring Efter taumltning av spraumlng stensytan kan banken daumlrefter fyllas
vidare upparingt med material av annat slag
Kostnaden foumlr urgraumlvningsarbeten varierar kraftigt fraringn fall till fall
Inverkande faktorer - utoumlver jordmaterialets tekniska egenskaper
(fasthet sensitivitet etc) grundvattenytans nivaring m m - aumlr bl a
a) schaktningsvolymen (se nedan)
b) schaktningsdjupet
c) slaumlntstabiliteten 1 laumlnsad eller vattenfylld schaktgrop
2 upplaumlggning av massorna vid sidan
av gropen eller borttransport
d) massbalansen inom den aktuella vaumlgstraumlckan vilken
kan goumlra att aringterfyllning
1 tages ur 11 linjen11 i form av oumlvershy
skottsmassor som annars maringste
laumlggas i sidotipp
2 tages ur linjen genom omprofishy
lering eller oumlkning av skaumlrningsshy
volymerna (t ex genom profilsaumlnkshy
ning eller sektionsoumlkning i jordshy
och bergskaumlrningar)
3 tages ur sidotag med vanligtvis
houmlgre schakt- och transportkostnad
som foumlljd
a) Stor schaktningsvolym ger liten fast kostnad (foumlr etablering av 3
maskiner etc) utslaget per m urgraumlvningsmassa
a-c) Inverkar paring valet av arbetsmaskiner och arbetsmetodiken och paringshy
verkar daumlrmed direkta-priset
3
1o
c) Borttransport av massorna kan ofta betyda en kostnadsoumlkning 3
med 5- per m eller mer om tippningsplats aumlr svaringr att anskaffa
och massorna aumlr loumlsa och svaringrhanterliga (t ex vid schaktning under
vatten av moiga mjaumlliga leror)
d) Vid fall 1 kan aringterfyllnadsmassorna aringsaumlttas priset 0- per m
(under foumlrutsaumlttning att transport- och utlaumlggningskostnaden aumlr jaumlmshy
foumlrbar med sidotippskostnaden) Vid fall 2 torde priset paring aringterfyllshy
ningsmassorna kunna saumlttas lika med priset paring bankfyllningen ovan
ursprunglig marknivaring inom samma delstraumlcka (vanligen definierat
som pris foumlr schaktningsmassor transporterade och utlagda i bank
inkl komprimering och med haumlnsyn tagen till normal svaumlllning) 3
saumlg 6 aring 8- per m (Haumlr foumlrutsaumlttes att aumlndringar av schaktnings-
volymerna kan kompenseras genom profiljusteringar naringgonstans
inom foumlretaget saring att den totala massbalansen bibeharinglles I vissa fall
kan dock trafikmaumlssiga synpunkter paring profilen omoumljliggoumlra profiljusteshy
ring och medfoumlra direkt oumlver- eller underskott paring massor vilket
givetvis medfoumlr houmlgre aring-priser) Vid fall 3 faringr aring-priset sannolikt 3
fn saumlttas till 10 a 15- kr per m
Storleksordningen paring kostnaden foumlr urgraumlvning och aringterfyllning under
vissa foumlrutsatta foumlrharingllanden och a-priser kan exemplifieras i diashy
gramform (fig 2)
Ur arbetsteknisk synpunkt torde en praktisk graumlns foumlr urgraumlvningsshy
djupet kunna saumlttas vid ca 10 m Till stoumlrre djup torde man inte med
tillfredsstaumlllande effektivitet och erforderlig saumlkerhet kunna schakta
rent utan tillgripande av specialmaskiner aringtminstone inte vid undershy
vattensarbete och med maskinen staringende paring den successivt utfyllda
banken vilket aumlr det vanligaste saumlttet vid stora schaktdjup Huvudshy
parten av urgraumlvningarna torde gaumllla houmlgst 5 - 6 m djup Ofta synes
i praktiken maskiner med djupgraumlvningsaggregat vaumlljas aumlven om slaumlngshy
skopeaggregat skulle moumljliggoumlra direkt laumlmpning av massorna till uppshy
lag utanfoumlr gropens kanter En foumlrklaring haumlrtill uppges bl a vara
svaringrigheten att med sistnaumlmnda maskintyp kunna haringlla avsedd schaktshy
bottennivaring i de fall man ej skall ned genom loumlsa jordlager till en fast
botten av t ex moraumln Slaumlntskred under arbetets garingng kan som regel
undvikas genom vattenfyllning av gropen ocheller successiv aringterfyllshy
ning i takt med schaktningen
f 13m
E c
1
~- z T vid~ z ~ 5 m vid z gt5 m
I (13+2h)m
Kr lm vaumlg 5000~-------------------P~
fyllnadsmassor fraringn sidotag 10- ni
yllna dsmassor fraringn vaumlglinjen 7- rrf
fyllnadsmassor av oumlverskott 0-rrf
0 0 5 10 m
Urgraumlvningsdjup z
Foumlrutsaumlttning ar schaktkostn 5- rrr (ru borttranspt) __ 7-j rrf vid z gt 5m
fyllnadsmassor se ant p~ figuren
Fig 2 Kostnader foumlr urgraumlvning med aringterfyllnadsmassor fraringn vaumlglinjen fraringn sidotag respektive av oumlvershyskott i vaumlglinjen
11
2 32 Nedpressning
Nedpressning av vaumlgbanksfyllningar genom de loumlsa jordlagren till
fast botten eller fastare lager aumlr en gammal och mycket vanlig metod
Arbetet kan i princip ske paring tvaring olika saumltt naumlmligen som successiv
utfyllning av bankmassor fraringn aumlndtipp eller samtidig nedpressning av
laumlngre bankstraumlcka
Aumlndtippsmetoden aumlr den vanligaste och som bekant innebaumlr denna
i sjaumllva verket att markgenombrott kontinuerligt framtvingas framfoumlr
och under tippfronten i takt med utfyllningen varvid de loumlsa naturshy
liga jordlagren pressas aringt sidan och ersaumltts av tunga fyllningsmassor
av friktionsjord Foumlr att metoden skall lyckas boumlr saumlkerhetsfaktorn
mot skred vara vaumlsentligt mindre aumln 1 saumlg houmlgst 0 8 raumlknat foumlr proshy
jekterad bankhoumljd Vanligen utfylls banken dessutom med 1 - 2 m
oumlverhoumljning oumlver slutligt profilplan vilket ytterligare underlaumlttar
nedsjunkningen OumlVerhoumljningens kroumln beharinglles i nivaring genom massparingshy
fyllningar i takt med intraumlffade sjunkningar Avschaktning till slutligt
profil- eller terrasseringsplan sker ej foumlrraumln tidigast 3 maringnader efter
det att de stoumlrre roumlrelserna upphoumlrt eller saumlttningarna nedgaringtt till
acceptabla belopp (kan variera fraringn fall till fall beroende paring bl a
avschaktningsmassornas tjocklek i foumlrharingllande till kvarliggande bank
samt vaumlgklass och oumlvriga kvalitetsbestaumlmmande faktorer t ex typ
av belaumlggning och tidpunkten foumlr dessa arbeten) Vid korsning med
vattendrag och sjoumlar kan oumlverhoumljningsmassorna ibland av saumlkerhetsshy
skaumll behoumlva kvarligga oumlver laringgvattenperioden
Foumlr att underlaumltta och styra fyllningsmassornas nedtraumlngning tillshy
grips - efter bedoumlmning fraringn fall till fall - vis sa aringtgaumlrder bl a
a) naumlrmast fastmarksgraumlnserna goumlrs urgraumlvning oumlver
i stort sett hela vaumlgbredden saring laringngt ut att djupet till
fast botten (fastare lager) uppgaringr till 2 - 4 m
b) befintlig torrskorpa eller vegetationstaumlcke spraumlngs
soumlnder eller schaktas bort inom en viss bredd av vaumlgshy
omraringdet - vanligen inom en smal remsa laumlngs vaumlgmitt -
innan fyllningsarbetena paringboumlrjas
c) tippfronten utformas som en rak eller (aringt houmlger eller
vaumlnster riktad) 11 sned kil beroende paring om de naturliga
jordlagren foumlrvaumlntas traumlngas undan likformigt aringt baringda
12
sidor eller mer eller mindre ensidigt (t ex beroende
paring fasta bottnens sidolutning naumlrhet till sjouml eller kaumlrr
vid sidan av vaumlglinjen etc)
d) tillfaumllligt oumlkad oumlverhoumljningstjocklek bortschaktning av
upptryckta massor omkring tippfronten eller spraumlngning
under och vid sidan av densamma naumlr fyllningen haumlngt
upp sig
e) etappvis foumlrspraumlngning i jaumlrnroumlr placerade i rutnaumlt med
ca 4 m kantlaumlngd inom projekterad basbredd foumlr vaumlgen
och nedfoumlrda ungefaumlr till det djup dit bankfyllningen avshy
ses nedpressad
f) utfyllnad av en laumlgre och smalare foumlrbank i syfte att
bana vaumlg foumlr den egentliga fyllningsbanken genom uppshy
tryckningsmassorna framfoumlr tippfronten i de fall dessa
blir saring stora att fyllningen helt stannar upp i sjunkning
(denna aringtgaumlrd aumlr huvudsakligen aktuell vid mycket houmlga
och breda bankar t ex foumlr motorvaumlgar naumlr djupet till
fastare lager aumlr stort och de naturliga jordlagrens haringllshy
fasthet naringgot foumlr houmlg foumlr att banken med saumlkerhet skall
farings att sjunka t ex beroende paring en kraftig torrskorpa
tjocka sand- och moskikt i leran eller rekonsolidering
efter foumlrspraumlngning paring grund av foumlr laringngsam arbetstakt
vid utfyllningen)
Samtidig nedpressning av laumlngre bankpartier foumlrekommer oftast naumlr det
gaumlller houmljning av kroumlnet paring befintliga saumlttningsskadade vaumlgar utfyllda
oumlver loumlsa jordlager utan att kontakt naringtts med fasta jordlager I saringshy
dana fall fyller man upp vaumlgbanken oumlver hela den aktuella straumlckan till
saring stor houmljd som jordens skjuvharingllfasthet medger utan att skred intraumlfshy
far Nedpressningen (markgenombrottet) aringstadkommes daumlrefter genom
spraumlngning under och vid sidan om fyllningen Spraumlngningen sker i roumlr
nedslagna i en eller tvaring rader intill fyllningens slaumlntfot paring vardera sidan
om banken Roumlravstaringnd nedslagningsdjup och laddningsmaumlngd varieras
laumlngs straumlckan i foumlrharingllande till aktuellt jorddjup skjuvharingllfasthet bankshy
houmljd etc Vanligen sker spraumlngningen som elektriskt initierad intervallshy
spraumlngning Efter den foumlrsta spraumlngningen maringste som regel oumlverhoumljshy
ningsmassor laumlggas ut paring nytt och ytterligare spraumlngning kan erfordras
13
Resultaten av nedpressningsarbetena aumlr i allmaumlnhet goda Det aumlr dock
noumldvaumlndigt att fyllningsmassorna bestaringr av grovkornigt friktionsmaterial
stenig och blockig moraumln eller allra helst grov spraumlngsten Finkornigt
moraumlnmaterial har daumlremot visat sig vara direkt olaumlmpligt och gett till
foumlljd att fyllningen glidit i sidled Foumlrspraumlngningen som ger en stoumlrning
av jordlagren och reduktion av haringllfasthetsvaumlrdena samt minskad kaumlnsligshy
het foumlr ny omroumlrning (vid utfyllnings skedet) har visat sig vara en mycket
effektiv aringtgaumlrd varigenom foumlljande foumlrdelar vinnes
a) massorna traumlnger ner laumlttare och bankfyllningens tjocklek
blir jaumlmnare (minskad risk foumlr ojaumlmna eftersaumlttningar paring
grund av inlagring av lerkoumlrtlar under banken)
b) risken foumlr glidningar i sidled minskar (minskad massaringtgaringng)
c) upptryckningarna och undanpressningen sker i jaumlmn takt
med utfyllningen och risken foumlr upphaumlngning och snabba
skred vid tippfronten minskar (oumlkar saumlkerheten foumlr folk och
maskiner samtidigt som en jaumlmnare arbetsrytm vinnes)
Vanligen laddas med dynamit t ex Nitro Nobels Extradynamit LFB
LF 60 eller Borenit i jaumlrnroumlr (~ 50-100 mm) fyllda till 12 - 23 av
laumlngden fraringn bottnen raumlknat Laddningsmaumlngden varierar mellan 0 05 -
O 10 kgm 3 paringverkad jordvolym daumlr jordvolymen antagits begraumlnsad
av plan belaumlgna 12 roumlravstaringnd utanfoumlr de yttersta roumlren resp ovanfoumlr
och under laddningarnas aumlndar Initieringen sker paring elektrisk vaumlg
Inom kort kommer en serie faumlltfoumlrsoumlk att paringboumlrjas av Statens Vaumlgverk i
syfte att klarlaumlgga vilka spraumlngmedel och laddningsmaumlngder samt roumlrtyper
och roumlravstaringnd som aumlr laumlmpligast och mest ekonomiska Bl a skall
spraumlngaumlmnet Reolit (Slurry) proumlvas Vidare skall haringllfasthetsnedsaumlttningen
vid spraumlngningen samt den efterfoumlljande rekonsolideringen studeras naumlrshy
mare (bl a foumlr bedoumlmning av laumlmplig laumlngd paring spraumlngnings etapperna)
Foumlrsoumlk skall aumlven genomfoumlras att efter utlaumlndsk (tysk) foumlrebild (vatten-)
spola haringl i jorden foumlr laddningarna
Nedpressningsmetoden tillgrips i foumlrsta hand vid stoumlrre djup till fastare
lager (mer aumln 6- 7 m) i vilka fall urgraumlvning ofta blir dyrare eller tekshy
niskt besvaumlrlig (stabilitetsproblem med slaumlnterna etc) men aumlven vid
mindre djup naumlr jordlagren aumlr saring loumlsa att ingen eller endast obetydlig
oumlverhoumljning erfordras (Om nedpres sningsdjupet endast aumlr 2- 3 m och
14
oumlverhoumljning till 1 - 2 m oumlver profilplanet skulle erfordras blir det
vanligen billigare att graumlva ur och goumlra aringterfyllning)
Kostnaderna (fig 3) foumlr nedpressningsarbeten (utoumlver projekterad
banksektion) kan grovt delas upp enligt foumlljande
1) nedpressad volym under ursprunglig markyta (aringsaumltts
priser beraumlknade paring samma saumltt som angivits ovan betr 3
urgraumlvning dvs 0-10 a 15- per m )
2) oumlverhoumljningsmassor att schakta bort innan banken foumlrshy
ses med oumlverbyggnad och belaumlggning
falla) massorna (t ex moraumln) duger ej som oumlvershy
byggnadsmaterial utan avschaktning maringste ske
ned till terrasseringsnivaring dvs 0 6 - 0 8
m under faumlrdig vaumlgbana
fall b) massorna (t ex krossat berg eller grus) kan
ingaring i oumlverbyggnaden
Utoumlver grundpriset 0-10 a 15- per m 3
beraumlknat enl
pkt 1) tillkommer borttagningskostnaden som kan uppshy3
skattas variera mellan 2 a 3 och 5 a 10- per m beroshy
ende paring om massorna kan skjutas ut oumlver slaumlnterna med
bladtraktor eller om upplastning och borttransport maringste
ske
3) spraumlngningskostnaden beraumlknad paring nedpressad volym kan 3saumlttas till 1 a 2 - per m
4) eventuell markloumlsenkostnad foumlr av upptryckningarna
skadad mark (aringterstaumlllningsarbeten) kan grovt uppskattas
under antagandet att stoumlrre inverkan paring omgivande tershy
raumlng sker intill ett avstaringnd fraringn bankslaumlnten av 2 a 3 ggr
nedtraumlngningsdjupet (stora avvikelser fraringn dessa siffror
kan dock foumlrekomma beroende paring aktuella foumlrharingllanden
foumlrspraumlngning syns begraumlnsa upptryckningsbredden)
2 4 Paringlar under vaumlgbankar
Paringlar under vaumlgbankar kommer i fraringga dels som separat paringlning i rutshy
naumlt med lastoumlverfoumlrande armerade betongplattor paring paringlskallarna dels
som konstruktionsparinglning med helt betongdaumlck
Krlm vaumlg 13m 5000---- E
4000
Jordspraumlngning 1 2m oumlverlast utlaumlgges och borttages
1000+---j
Ej jordsprmiddotngning 2m oumlverlast utlaumlgges ch borttages
o-1--~~-~-~-+---------1---------~---0 1 2 3 4 5 10 15 m
Nedpressningsdjup z
Foumlrutsaumlttningar fyllnads massor 70 krm (fraringn vaumlglinjen) oumlverlast som borttages 100 krrrf ( tillaumlgg) jordspraumlngning 15 krm teoretisk volym
Fig 3 Kostnader foumlr nedpressning med respektive utan jordspraumlngning
15
Vid separatparinglning anvaumlnds saringvaumll trauml- som betongparinglar Tillaringten 2
spetsparingkaumlnning aumlr 80 resp 100 kpcm Saringvaumll stoumldparinglning som
svaumlvande (kohesions- eller friktions-) paringlning tillaumlmpas I baringda fallen
dimensioneras paringlningen normalt foumlr att baumlra vikten av hela bankfyllshy2
ningen + trafiklast (vanligen 1 0 Mpm ) Erforderligt antal paringlar
laumlngs ytterkanterna maringste slarings med lutning nedaringt-utaringt tvaumlrs vaumlgen
(normalt 41) foumlr upptagande av horisontalkraften fraringn fyllningen
(jordtryck i vertikala snittytor ) Paringl dimensioner vaumlljs efter aktuell
bankhoumljd saring att avstaringnden mellan paringlarna blir mellan 1 och 2 m (upp
till 2 5 m vid 25 x 25 cm betongparinglar) Vid laringga bankhoumljder maringste
paringlavstaringndet vara relativt litet (klenare paringlar anvaumlndas) foumlr att valvshy
verkan i fyllningen mellan betongplattorna skall vara tillraumlcklig foumlr
att hindra fyllningen fraringn att sjunka ned och belasta de kompressibla
jordlagren med ojaumlmn vaumlgbana (eller i vaumlrsta fall paringlfoumlrskjutning)
som foumlljd Normalt brukar betongplattornas kantlaumlngder kunna vaumlljas
lika med halva paringlavstaringndet
Foumlr att metoden med separatparinglning skall kunna tillaumlmpas boumlr ytjordshy
lagren vara relativt fasta (sk torrskorpa boumlr finnas) saring att dels
den mellan betongplattorna nedkommande lasten av fyllning kan uppshy
baumlras dels betongplattorna faringr ett naringgot saring naumlr stadigt underlag laumlngs
ytterkanterna (Paringlarna avskaumlres normalt 2-3 dm under ursprunglig
markyta vid traumlparinglning ev laumlgre beroende paring jordartens kapillaritet
och grundvattenytans laumlge) Vid loumlsa ytjordlager kan man ibland bli
tvungen att utfoumlra foumlrstaumlrkning mellan paringlskallarna medelst hammarshy
band ocheller packad risbaumldd oumlvertaumlckt med 0 5 m packad pinnmo
I mycket ogynnsamma fall maringste i staumlllet helt betongdaumlck vilande paring
(vanligen) stoumldparinglar utfoumlras Daumlcket kan antingen laumlggas i nivaring med
markytan (eventuellt gjutet utan underform direkt paring en tunn grusbaumldd
utlagd paring avplanad markyta) eller upplyft I det foumlrstnaumlmnda fallet
drages vaumlgen fram paring en grusbank utlagd paring daumlcket Denna metod som
dock medfoumlr extra last paring daumlcket av grusbanken) - aumlr foumlrdelaktig naumlr
vaumlgbanan ligger laringgt daumlckets bredd blir obetydligt stoumlrre aumln vaumlgbredshy
den raumlcken kan undvaras) och i de fall daumlcket kan gjutas utan undershy
form Vid stoumlrre profilhoumljder kan daumlcken utfoumlras som pelardaumlck dishy
rekt utformade som farbaneplattor med kantbalkar och normala broshy
raumlcken Utseendemaumlssigt medfoumlr detta dock vissa nackdelar vid stoumlrre
nivaringskillnader mellan markyta och daumlckets underkant eftersom de taumlttshy
staringende paringlarna blir synliga
16
Bankparinglningsbredden foumlr en viss vaumlgsektion bestaumlms dels av kravet
paring stabilitet foumlr den oparinglade delen av vaumlgslaumlnten (kan beraumlknas med
glidytor dels - liksom vid urgraumlvning - av risken foumlr skadliga saumlttshy
ningar i vaumlgrenarnas ytterkanter Ur saumlttnings synpunkt aumlr det vid
laumlgre bankhoumljder upp till 2 - 25 m oftast tillraumlckligt att paringla intill
ca 1 m utanfoumlr vaumlgbankens kroumlnkant Vid slaumlntlutning 11 5 och stoumlrre
bankhoumljder torde som en tumregel yttersta paringlraden boumlra placeras
inom ett omraringde begraumlnsat av linjer i lutning 1 0 5 och 1 0 75 fraringn
bankens kroumlnkant (Stabilitetsfraringgan maringste givetvis kontrolleras i varje
saumlrskilt fall) Slaumlntlutning 1 3 vilken ibland tillaumlmpas i syfte att spara
in raumlckekostnaden ger naringgot ogynnsammare saumlttningsfoumlrharingllanden och
kan ibland i staumlllet medfoumlra en foumlrdyring genom att en eller flera
extra paringlrader erfordras foumlr att slaumlnten skall saumlkras mot skred
Bankparinglning aumlr i Sverige en ganska vanlig foumlrstaumlrkningsmetod Aumlrshy
ligen slarings ca 100 000 lm bankparinglar till en uppskattad kostnad av 2 0
a 2 5 Mkr (inklusive betongplattorna) Metoden tillgripes i foumlrsta hand
foumlr koner och tillfartsbankar till broar grundlagda med paringlar Aumlven
vid platt- eller plintgrundlaumlggning paring fasta jordlager eller berg under
kohesionsjordlager med mer aumln 5 a 6 m maumlktighet brukar bankparinglshy
ning vara ett realistiskt alternativ till t ex urgraumlvning och aringterfyllshy
ning
Erfarenheterna av metoden aumlr goda Vissa tekniska detaljer maringste
dock beaktas saumlrskilt
a) med haumlnsyn till risken foumlr roumlta maringste vid traumlparinglning
grundvattenytans laumlge och eventuella aringrstidsvariationer
samt jordlagrens kapillaritet beaktas vid bestaumlmning
av paringlavskaumlrningsplanet staringr paringlarna helt i kapillaumlrt
vattenmaumlttad kohesionsjord aumlr risken foumlr roumlta obetydlig
b) betongplattornas oumlverytor boumlr ligga minst 1 m under
faumlrdig vaumlgbana
c) paringlslagningen medfoumlr undantraumlngning av jordmaterial
och haringllfasthetsnedsaumlttning vilket kan medfoumlra risk foumlr
skred vid t ex aringslaumlnter och skador paring naumlrliggande roumlrshy
ledningar jaumlrnvaumlgssparingr eller paringlgrundlagda konstrukshy
tioner (aumlven vibrationerna i jordlagren kan ge skador
paring i loumlst lagrat friktionsmaterial plattgrundlagda konshy
struktioner)
17
d) kan skador av i pkt b) angivet slag befaras maringste t ex
pillavstaringndet goumlras stoumlrre eller lerproppar tagas upp
foumlr ett antal paringlar foumlrstaumlrkningsparinglning omkring blishy
vande stoumldfundament maringste alltid utfoumlras innan konshy
struktionsparinglningen foumlr fundamentet paringboumlrjas
Konstnaderna foumlr bankparinglning (fig 4) aumlr relativt houmlga Man faringr raumlkna
med att traumlparinglar med 6-9 toppdiameter kostar 10 a 12- - ca 18- per
lm och betongparinglar (25 x 25 cm) ca 40- per lm slagna och kapade
Detta ger en paringlkostnad av 9 a 10- per uppburet ton vid 6 11 traumlparinglar
med 12 m laumlngd resp 7 a 8 - vid anvaumlndning av lika laringnga 8-9 traumlshy
paringlar eller betongparinglar (Vid stoumlrre bankhoumljder aumln 8-9 m aumlr endast
betongparinglar laumlmpliga eftersom paringlavstaringndet blir foumlr litet vid traumlparinglshy
ning lt 1 4 m vid~ 9) Till detta kommer kostnaden foumlr betongshy
plattorna (60- - 150- per styck) samt eventuell skarvning vid paringlshy
laumlngder oumlver 12 m foumlr betongparinglar och oumlver 14 a 15 - 18 a 19 m foumlr
~ 9 - ~ 6 11 traumlparinglar OumlVerslagsmaumlssigt kan man raumlkna med att bankshy2
paringlningskostnaden ligger vid ca 60- per m paringlad yta foumlr 3 m bankshy
houmljd och 6 m paringllaumlngd och oumlkar till ca 100- naumlr paringllaumlngden garingr upp
mot 12 m Foumlr 6 m bankhoumljd blir motsvarande siffror ca 70- resp
ca 110- Ur ekonomisk synpunkt aumlr det foumlrdelaktigt att anvaumlnda saring
grova paringlar som moumljligt dock spelar vid vissa kritiska laumlngder beshy
hovet av skarvning (av groumlvre glesare slagna paringlar) avgoumlrande roll
Laumlmpligaste paringltyp maringste daumlrfoumlr bestaumlmmas fraringn fall till fall Kostshy
naderna foumlr paringlat betongdaumlck naumlrmar sig kostnaden foumlr billigaste typer 2
av broar och kan saumlttas till 400 a 600- kr per m vilket pris dock
inkluderar helt faumlrdig vaumlg l)
3 SPECIELLA A TGAumlRDER
Utoumlver ovan behandlade problemstaumlllningar och aringtgaumlrder som huvud-
sakligen gaumlllt hela vaumlgavsnitt foumlrekommer ofta behov av att utjaumlmna
saumlttnings spraringng t ex omkring broar och vaumlgtrummor vid avslutning
av bankparinglningar urgraumlvningar och vertikaldraumlneringar
Vid broar uppkommer ofta markanta saumlttningar i vaumlgbanan alldeles
21) Genom anvaumlndning av prefabricerade daumlckelement med 10 m
area har man i naringgot fall kommit ned till ett m 2-pris foumlr daumlck+ paringlar (30 x 30 cm btg-paringlar) cc ca 3 2 m) av endast 220- kr
0
13 m
i= 19 tm hic----czm Ti 1 - - -I I 1 I Il I )
1 Paring lod bredd B J B =13+(h-2) 15middot2
Krlm vaumlg (2 filig)
6000 ----------~--------~-------lt~
Beteckningar
Betongpalar
Traumlparinglar h =3m6
1000 -+--- h =6 mSt-------6L--------=--+-------------l h =9mS
0 5 10 Paringllaumlngd
15 m
Foumlrutsaumlttningar Betongpa lar Traumlparinglar Plattor
25 x 25 6- 91
05 xo5
cm 40 - kr lm 14-18- krlm
m-12x12 m 60-150- kr lm
Slaumlntlutning 1 15
Fig 4 Kostnader foumlr bankparinglning
18
intill broplattans aumlndar Aumlven smaring saumlttningar kan haumlr bli kaumlnnbara
foumlr trafiken Saumlttningarna beror dels paring komprimering av bankfyllshy
ningen genom trafikens inverkan dels paring saumlttning i de naturliga jordshy
lagren Om ingen egentlig grundfoumlrstaumlrkning i form av t ex urgraumlvshy
ning erfordras eller anses noumldvaumlndig foumlr koner och tillfartsbank kan
olaumlgenheterna minskas medelst s k laumlnkjgtlattor av armerad betong
Dessa upplaumlggs med ena aumlnden paring en konsol paring frontmurens baksida
och med andra aumlnden paring en upplagsplatta i fyllningen ett stycke under
faumlrdig vaumlgbana Paring detta saumltt utjaumlmnas saumlttnings spraringnget paring en laumlngd
av 3-4 m
Vid vaumlgtrummor grundlagda direkt paring en tunn grusbaumldd i t ex loumls
lera blir saumlttningarna i vaumlgbanan ofta mindre i sjaumllva trumlaumlget daumlr
belastningen paring jordlagren blir relativt liten aumln paring anslutningsstraumlcshy
korna Laumlttfyllningskilar eller svaumlvande bankparinglar med fraringn trumshy
laumlget successivt avtagande laumlngder kan daring behoumlva tillgripas
I anslutningar till fastmarksgraumlnser maringste man tillse att respektive
aringtgaumlrd ges erforderlig omfattning eller att olika aringtgaumlrder kombineras
paring ett laumlmpligt saumltt saring att markanta korta saumlttningssvackor undviks
Ur graumlvningar boumlr ges mycket flack slaumlnt i vaumlgens laumlngdled 1 3 a 15
Nedpressningar boumlr som foumlrut angivits paringboumlrjas med urgraumlvning
Vertikaldraumlneringar boumlr utfoumlras saring naumlra fastmarksomraringdena att enshy
dast kompressibla lager med naringgon meters tjocklek (raumlknat fraringn ev
torrskorpas underkant) blir odraumlnerade Bankparinglningar boumlr helst
kombineras med urgraumlvning (eller ev laumlttfyllning)
Vid avslutning av foumlrstaumlrkningsarbeten i omraringden med kompressibla
jordlager med stoumlrre maumlktighet eller vid oumlvergaringng fraringn en metod till
en annan (t ex fraringn bankparinglning till vertikaldraumlnering) maringste saumlrskilda
aringtgaumlrder vidtagas foumlr eliminering av besvaumlrande sattningsspraringng
Man kan exempelvis successivt behoumlva minska sanddraumlners nedslagshy
ningsdjup eller kombinera draumlneringen med laumlttfyllningskil slopa
betongplattorna paring ett antal paringlrader (som dessutom kan behoumlva glesas
ut och - vid stoumldparinglning - utbytas mot svaumlvande paringlar med successivt
avtagande laumlngder) Vid direkt oumlvergaringng fraringn bankparinglning med stoumldshy
paringlar till vertikaldraumlnering maringste viss del av paringlningen oumlverdimensioshy
neras med haumlnsyn till belastningsoumlkningen paring grund av paringhaumlngskrafterna
fraringn leran
19
4 SAMMANFATTNING
Tekniskt har haumlr redovisade anlaumlggningsmetoder - raumltt tillaumlmpade -
visat sig vaumll uppfylla de krav man i allmaumlnhet staumlller paring vaumlgarna i
saumlttningssammanhang Vid smaring och medelstora djup till fastare
lager aumlr det ingen svaringrighet att praktiskt taget helt och till maringttliga
kostnader eliminera saumlttningarna i blivande vaumlgbana genom t ex
urgraumlvning eller nedpressning Vid stoumlrre maumlkt-igheter av oorganiska 2
leror med ej allt foumlr laringg skjuvharingllfasthet (1-2 Mpm ) aumlr det i allshy
maumlnhet moumljligt att utfoumlra vertikal sanddraumlnering foumlr upp till 3 a 3 5
m projekterad bankhoumljd utan att kostnaderna blir avskraumlckande stora
De uppkommande eftersaumlttningarna blir i de flesta fall jaumlmna laumlngs
vaumlgen och acceptabla Aumlr marken loumls till stort djup tillgripes nedshy
pressning vid behov kombinerad med foumlrspraumlngning Aumlr de kompresshy
sibla jordlagren alltfoumlr maumlktiga foumlr urgraumlvning och inte tillraumlckligt
loumlsa foumlr att nedpressning skall lyckas kan - vid stoumlrre bankhoumljder
(daring sanddraumlnering av stabilitetsskaumll ofta ej kan ifraringgakomma) - bankshy
paringlning med separata paringlar vaumlljas Urgraumlvning nedpressning och
bankparinglning aumlr metoder som i princip kan tillaumlmpas i stort sett obeshy
roende av aktuell bankhoumljd (vid paringlning kan erforderlig avschaktning
av markytan utfoumlras saring att betongplattorna kan laumlggas paring laumlmplig nivaring)
Paringlat betongdaumlck tillgripes vid foumlrekomst av mycket loumlsa ytjordlager
och endast i undantagsfall t ex bakom brolandfaumlsten eller paring andra
platser daumlr man med haumlnsyn till omgivningen inte kan tillaumlmpat ex
nedpressning vilket i allmaumlnhet annars aumlr det naumlrmast liggande alternashy
tivet Bankar av laumltt fyllning aumlr aumlnnu saring laumlnge en (vanligtvis dyrbar)
specialaringtgaumlrd som i regel endast tillgrips foumlr att klara av lokala probshy
lem (t ex utjaumlmningar av saumlttnings spraringng invid broar och vid avslutshy
ning av foumlrstaumlrknings straumlckor) eller i kombination med andra meto-
der
Val av aringtgaumlrd i ett aktuellt fall bestaumlms som regel i foumlrsta hand av
de tekniska foumlrutsaumlttningarna (jordlagerfoumlljd bankhoumljd massbalans
etc) Generellt gaumlllande diagram oumlver kostnaden foumlr olika aringtgaumlrder
vid varierande bankhoumljd och djup paring de kompressibla lagren kan ej
staumlllas upp Paring grund av prisvariationerna och de skiftande arbetsshy
tekniska foumlrharingllandena maringste kostnadsoumlverslag foumlr alternativa aringtshy
gaumlrder goumlras i varje saumlrskilt fall Exempel paring kostnadsrelationer
under vissa antagna foumlrutsaumlttningar visas i fig 5
Foumlrstauml rkni ngskostnad Kr lm 2-filig vaumlg
6000 ----------------------------~
5000 Nedpressning med foumlreg spraumlngning
4000
Urgraumlvning med 8terfyllshynadsmassor fraringn vaumlgli jen
3000
Bankparinglning P8respsl 6
2000 11 Lecabank
1000 Vertik ldraumlnering
0 0 5 10 15m
Anm 1 2
h = projekterad bankhoumljd Vid jaumlmfoumlrelse mellan t ex urgraumlvning och paringlning m5ste man beakta att paringllaumlngden normalt oumlverstiger urgraumlvningsshydjupet med minst 50 och ofta 100 eller mer
Draumlnloumlngd Urgrmiddotoumlvningsdjup Nedpressningsdjup Paringlloumlngd
Fig 5 Kostnadsrelationer mellan olika foumlrstaumlrkningsshymetoder (Exempel baserade paring foumlrutsaumlttningarshyna i figurerna 1-4)
20
Betraumlffande det framtida utvecklingsarbetet torde i foumlrsta hand
teknisk- ekonomisk uppfoumlljning av utfoumlrda och planerade foumlrstaumlrkshy
nings arbeten vara angelaumlgen Haumlrigenom kan aringtgaumlrderna saumlkrare
optimeras efter de aktuella foumlrharingllandena Mycket staringr sannolikt
att vinna genom ett oumlkat samarbete paring projekteringsstadiet mellan
geotekniker projektoumlrer och planeringsingenjoumlrerna paring byggarsidan
Slutligt val av aringtgaumlrd naumlr alternativ foumlreligger borde i stoumlrre utshy
straumlckning aumln som nu aumlr fallet avgoumlras i samraringd naumlr byggnadsarbetet
detaljplaneras och flertalet inverkande faktorer aumlr baumlttre kaumlnda
Allttivare samarbete i byggnadsskedet mellan arbetsledning och geoshy
tekniker aumlr ocksaring oumlnskvaumlrt bl a foumlr utveckling och uppfoumlljning av
arbetsmetoder och kostnadsfraringgor samt foumlr diskussion av paring arbetsshy
platsen uppkommande problem Normer foumlr dimensionering och
praktiskt utfoumlrande av olika aringtgaumlrder borde utformas
SAumlTTNING AV VERKSTAJ)SBYGGNAJ) I STENUNGSUND
UPPFOumlRD PAring NORMALKONSOLIDERAD LERA
av
Bengt Broms amp Olle Orrje
INLEDNING
Med nuvarande beraumlkningsmetoder kan storleken av de saumlttningar
som erharinglls under en byggnad i allmaumlnhet uppskattas med tillshy
fredsstaumlllande noggrannhet i de fall daring det underliggande jordshy
materialet utgoumlrs av normalkonsoliderad lera och daring slutsaumlttshy
ningen blir stoumlrre aumln ca 20 cm Daumlremot blir avvikelserna ofta
stora mellan verkligt tidsfoumlrlopp och beraumlknad tidsaringtgaringng foumlr
en viss tryckutjaumlmning eller saumlttning Denna skillnad hax i
maringnga fall tillskrivits bristande oumlverensstaumlmmelse mellan anshy
tagna och verkliga draumlneringsfoumlrharingllanden avvikelser fraringn
Darcy 1 s lag vid mycket laringga stroumlmningsgradienter eller skillshy
nader i jordens permeabilitet i horisontell och i vertikal
riktning (anisotropi) Ofta foumlrekommer tex mo- eller sandshy
skikt i foumlr oumlvrigt homogena lerlager Foumlr att vattenstroumlmningshy
en vid konsolidering av ett lerlager i huvudsak skall ske vershy
tikalt i oumlverensstaumlmmelse med Terzaghis konsolideringsteori
fordras att belastningsytan aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med lerlagshy
rets tjocklek
I detta inlaumlgg presenteras en jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beshy
raumlknat saumlttningsfoumlrlopp foumlr en envaringnings verkstadsbyggnad grundshy
lagd paring normalkonsoliderad lera Draumlneringsfoumlrharingllandena motshy
svarar naumlstan exakt de som erharinglls vid konventionella oumldometershy
foumlrsoumlk och en direkt jaumlmfoumlrelse kan saringlunda goumlras med det teoshy
retiskt beraumlknade och det verkliga saumlttningsfoumlrloppet
Saumlttningsmaumltningaxna har utfoumlrts av Kommunalkontoret i Stenungshy
sund paring initiativ av AB Flygfaumlltsoyraringn Maumltresultaten har beshy
arbetats vid Statens geotekniska institut De har redovisats i
en rapport av G Lindskog och O Orrje (1967) till Statens Raringd
foumlr Byggnadsforskning (BFR) som delvis bekostat undersoumlkningen
BESKRIVNING AV BYGGNAD
Byggnaden som uppfoumlrdes 1961 aumlr belaumlgen i Stenungsunmiddotd cirka
40 km norr om Goumlteborg Dess yttermaringtt aumlr 275 x 125 m Den aumlr
2
uppfoumlrd paring en 20 cm tjock bottenplatta lagd paring en 075 m tjock
fyllning vilken lades ut i samband med byggnadens uppfoumlrande
Fyllningens utbredning aumlr stor i jaumlmfoumlrelse med det underligganshy
de lerlagrets tjocklek
JORDLAGERFOumlLJD OCH JORDDATA
De loumlsa jordlagren bestaringr oumlverst (fig 1) av cirka 3 m graringgroumln
lerig gyttja med moskikt samt daumlrunder 16 - 18 m graring till brunshy
graring normalkonsoliderad lera Denna underlagras av ett fast lagshy
rat friktionsmaterial
Jordmaterialets skjuvharingllfasthet och konsistensgraumlnser visas i
fig 1 Skjuvharingllfastheten uppmaumlttes dels med vingborrfoumlrsoumlk
dels med konfoumlrsoumlk paring jordprover upptagna med standardkolvborr
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan skjuvharingllfastheten uppmaumltt
med de tvaring metoderna Man kan se att skjuvharingllfastheten foumlr
gyttjelagret varierar mellan 1 och 2 Mpm2bull Skjuvharingllfastheten
foumlr den underliggande leran oumlkar med djupet under markytan Vid
gyttjelagrets underkant aumlr den cirka 1 Mpm2 bull Sensitiviteten
bestaumlmd med vingborr var cirka 10 foumlr baringde gyttje- och lerlagshy
ren Ur konfoumlrsoumlken erhoumllls en sensitivitet som var 10 foumlr gyttjeshy
lagret och som varierade mellan 12 och 20 foumlr det underliggande
lerlagret
God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan finlekstal och flyt-
graumlns w utom foumlr det ytliga gyttjelagret Vattenhalten i lershy1 lagret oumlversteg i allmaumlnhet finlekstalet och flytgraumlnsen med ett
par procent
Gyttje- och lerlagrens foumlrkonsolideringstryck har utvaumlrderats
ur resul taten av oumldometerfoumlrsoumlk enligt den grafiska metod som
foumlreslagits av Casagrande (1936) Foumlrkonsolideringstrycket har
aumlven beraumlknats ur det samband mellan odraumlnerad skjuvharingllfasthet
T fu effektivt oumlverlagringstryck aumlvo och flyt graumlns w som1
foumlreslagits av Hansbo (1957) Enligt Hansbo gaumlller
auml = Tfu 045 WLvo
Resultaten fraringn dessa beraumlkningar visas i fig 2 Man kan se att
Djup Jordmater i al Skjuvharing lltosthet ~ w WF WL Wp
V m V lftu Mpm2 trrf
r I I ImiddotGraringgroumln l~~ig 1 2 3 4plusmn 0 gyttja 143 136 151 140 66V
1 31 153 159 181 61vi 166 61 56 58 21
bull 162 69 66 67 26
151 93 71 78 30 -5
Il 152 91 73 75 30 55 81 75 75 30 ) 151 87 76 78 30
154 90 72 76 29 Graring till
-10 brungraring 157 87 71 72 27
lera 160 71 67 70 26
169 58 55 56 22
-15 _
11 176 51 l8 l9 19
----rc
gtlt Vingborrtoumlrsoumlk w Naturlig vattenhalt bull Konfoumlrsoumlk wF Flnlekstal
wL Rytgroumlns wp Plasticitetsgroumlns
Fig l Jorddata
3
de beraumlknade foumlrkonsolideringstrycken enligt Casagrande och
Hansbo staumlmmer vaumll oumlverens inboumlrdes och att dessa aumlr naringgot
stoumlrre aumln det effektiva oumlverlagringstryck som raringdde foumlre byggnashy
dens uppfoumlrande Detta gaumlller fraumlmst de ytliga jordlagren ner
till ett djup av 3 a 4 ro under den ursprungliga markytan Daumlrshy
under aumlr skillnaden liten
SAumlTTNINGSMAumlTNING OCH SAumlTTNINGSBERAumlKNING
Byggnadens saumlttning maumlttes vid ena houmlrnet daumlr roumlrelsen hos en
paring vaumlggen fastsatt konsol bestaumlmdes i foumlrharingllande till en sondshy
staringng nedslagen till de fasta bottenlagren Maumltningarna paringshy
boumlrjades cirka 2 maringnader efter byggnadens faumlrdigstaumlllande Reshy
sultaten redovisas i fig 3 daumlr aumlven de beraumlknade saumlttningarna
har lagts in Den saumlttning som intraumlffade innan maumltningarna
paringboumlrjades uppskattas till 2 cm
Saumlttningarna har beraumlknats paring traditionellt saumltt Gyttje- och
lerlagren har indelats i tre meter tjocka skikt inom vilka
kompressionsfoumlrharingllandena bedoumlmts vara enhetliga Vid beraumlkshy
ningarna antogs att fyllningens skrymdensitet (volymvikt) var
1 9 tm3 oumlver grundvattenytan och 1 1 tm3 under grundvattmiddotenshy2ytan Dessa antaganden ger en belastningsoumlkning av 1 23 llom
2under fyllningen kring byggnaden samt 1 82 Mpm under byggnashy
den Spaumlnningsoumlkningen fraringn byggnaden har beraumlknats ur den sk
21-metoden som vaumll staumlmmer oumlverens med den tryckfoumlrdelning som
beraumlknas ur Boussinesqs spaumlnningsekvation
Saumlttningen i det oumlversta oumlverkonsoliderade lerlagret beraumllmashy
des genom elementaumlr summering av saumlttningen hos respektive delshy
skikt med ett uppskattat vaumlrde paring den ekvivalenta elasticitetsshy
modulen Eekv (Bjerrum 1964) Haumlrvid antogs att Eekv = (250 a 500)Tfu daumlr Tfu aumlr lerans odraumlnerade skjuvharingllfasthet utvaumlrshy
der~d med vingborrfoumlrsoumlk Den beraumlknade saumlttningen i detta ytshy
liga lager var 07 resp 04 cm foumlr de tvaring graumlnsvaumlrdena paring den
ekvivalenta elasticitetsmodulen
I beraumlkningarna har anvaumlnts det e -vaumlrde1 ) som motsvarar kompresshy2 sionskurvans raka del i e-Jog cr diagrammet Den beraumlknade prishy
maumlrsaumlttningen i de normalkonsoliderade lerlagren blev 507 cm
1) Materialets e2 -tal aumlr den relativa kompression som erharinglls
vid oumldometerfoumlrsoumlk daring belastningen foumlrdubblas
Effektivt oumlverlogringstryck MpmDjup m crv I ltTv
3 2 1 0 2345678 9 10 11 1
plusmn0
bull
)lt - Foumlrkonsolideri n_gst ryck
~ nt Honsbo (1957 I
~ Faringrkonsolideringstryck-5 enl Cosogrande (1936)
Effektivt oumlvershy logringstryck
Jryckoumlkning -10 trampn byggnad it
-15
Fig 2 Foumlrkonsolideringstryck enligt Hanebo och Casagrande
4
Skikt
l
2
3
4
5 6
saringsom visas i tabell 1 Totalt erhoumllls genom denna beraumlkning en
saumlttning av 511 a 518 cm
Skikttjock- Kompressions- Oumlverl~rings- Spaumlnnings- Saumlttning lek h index e trycka oumlkning~llaring llh2afcm o Mpili2 Mpm V cm
300 70 23 14 1440
300 100 38 14 1360
300 110 56 14 940
300 120 73 14 905
300 70 94 14 425
Primaumlrsaumlttning 5070
Tabell 1 Vaumlrden vid saumlttningsberaumlkning
Om den relativa hoptryckningen inom varje skikt saumltts lika med
den som erharinglls ur kompressionskurvan blir totalsaumlttningen 47 cm
I detta resultat ingaringr aumlven eventuell oumlverkonsolideringseffekt
Slutligen har saumlttningens storlek beraumlknats fraringn den uppmaumltta
saumlttningen samt den fraringn oumldometerfoumlrsoumlken bestaumlmda konsolideshy
ringskoefficienten ev Haumlrvid erharinglls en totalsaumlttning av 53 cm
Resultaten fraringn de skilda saumlttningsberaumlkningarna tyder saringlunda
paring en slutsaumlttning av storleksordningen 50 cm
Saumlttningarnas tidsfoumlrlopp har beraumlknats ur antagandet att draumlshy
nering sker vid lerlagrets oumlvre och undre kant (dubbelsidig
draumlnering) Vid beraumlkningarna har vidare antagits att konsolishy
deringskoefficienten c ~ 3 bull 10-4 cm2sek Detta vaumlrde aumlr V
ett medelvaumlrde som erharingllits ur samtliga oumldometerfoumlrsoumlk Det
beraumlknade saumlttningsfoumlrloppet som motsvarar 50 cm totalsaumlttning
visas i fig 3
Man kan se att oumlverensstaumlmmelsen mellan uppmaumltt och beraumlknad
saumlttning i detta fall aumlr god Emellertid skedde saumlttningen naringshy
got laringngsammare aumln beraumlknat de foumlrsta tre aringren Daumlrefter var
den uppmaumltta saumlttningen naringgot stoumlrre aumln den beraumlknade Skillnashy
den mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning var 8 mm 4frac12 aringr efter
--
I
Tid mmoder 1 2 3 l 5 7 10 20 30 lO 50 70 100
0 +-----+--+-l--+-1-+-+-IH----+--+--+--4---l---l--4-+-1
--
2 Uppmaumltt saumlttning
u6
Beraumlknad saumlttning8
5 10 Cl C C
12 o ()
1l
16
U= konsolideringsgrad
18
20
Fig 3 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning
5
byggnadens uppfoumlrande
P0RTRYCKSMAumlTNING
Portrycksfoumlrdelningen i den normalkonsoliderade leran maumlttes
med portrycksmaumltare typ SGI (Kallstenius amp Wallgren 1956) Maumltarna som installerades i mars 1966 placerades paring tre olika
nivaringer i lerlagret
De paroumlvertryck som uppmaumlttes i augusti 1966 motsvarade o6 a 07 m vattenpelare Dessa portryck svarar mot en konsolideringsshy
grad av 43 resp 51 Den saumlttning (158 cm) som uppmaumlttes vid
samma tidpunkt motsvarar daumlremot en konsolideringsgrad av 32 vid 50 cm totalsaumlttning Portrycksmaumltningarna visar saringledes att
portrycksutjaumlmningen skedde naringgot snabbare aumln beraumlknat Likshy
nande observationer har gjorts av bla Crawford (1964) Crawshy
ford har funnit fraringn oumldometerfoumlrsoumlk att portrycksutjaumlmning sker
snabbare aumln vad som svarar mot de konventionella beraumlkningsmetoshy
der som foumlreslagits av Casagrande och Taylor De relativt laringga
uppmaumltta partrycken kan aumlven bero paring att lerlagren som antagits
vara normalkonsoliderade i sjaumllva verket varit naringgot oumlverkonsoshy
liderade Vidare kan foumlrdroumljd kompression ha inverkat paring porshy
trycksutjaumlmningen (Bjerrum 1967) Vid beraumlkningen har vi1are
antagits att de saumlttningar som foumlrorsakas av sidoutpressning
eller sekundaumlrkonsolidering aumlr smaring och kan foumlrsummas
SAMMANFATTNING
De saumlttningar som uppmaumltts foumlr en verkstadsbyggnad grundlagd paring
normalkonsoliderad lera har jaumlmfoumlrts med saumlttningar beraumlknade
enligt eaumlngse beraumlkningsmetoder God oumlverensstaumlmmelse erhoumllls
med maumltresultat under observationsperioden som omfattade drygt
4 5 aringr Haumlrtill torde ha bidragit dels att belastningen aumlr
jaumlmnt foumlrdelad oumlver en yta som aumlr stor i foumlrharingllande till lershy
djupet dels att de underliggande lerlagren aumlr homogena En
ytterligare bidragande faktor har varit att slutsaumlttningen blir
relativt stor Enligt Bjerrum (1964) kan god oumlverensstaumlmmelse
mellan uppmaumltt och beraumlknad saumlttning foumlrvaumlntas i normalkonsolishy
derad lera daring totalsaumlttningen aumlr stoumlrre aumln cirka 20 cm
6
Foumlrkonsolideringstrycket har beraumlknats enligt det foumlrfarande
som foumlreslagits av Casagrande (1936) och Hansbo (1957) God
oumlverensstaumlmmelse erhoumllls mellan de tvaring metoderna
De portryck som uppmaumltts paring tre olika nivaringer intill byggnaden
var laumlgre aumln de som motsvarade lerans beraumlknade konsolideringsshy
grad Denna skillnad kan moumljligtvis foumlrklaras av foumlrdroumljd
kompression (Bjerrum 1967)
Den uppfoumlrda byggnaden har ej erharingllit naringgra skador i form
av sprickor trots den stora saumlttningen (15 cm) beroende dels
paring byggnadens relativt enkla konstruktion och dels de enhetshy
liga grundfoumlrharingllandena som resulterat i jaumlmna saumlttningar unshy
der hela byggnaden
7
REFERENSER
llJERRUM L 1964 Relasjon mellom maringlte og beregnede setninger
av byggverk paring leire og sand NGF-foumlredraget 1964 Norges
Geoteknlske Institutt
BJERRUM L 1967 Engineering Geology of Norwegian Normallyshy
consolidated Marine Clays as Related to Settlements of
Buildings Geotechnique Vol 17 No2 p 81-118
CASAGRANDE A 1936 The Determination of the Preconsolidashy
tion Load and Its Practical Signiflcance Proc 1 Intern
Conf Soil Mech a Found Engng Vol3 p 60-64
CRAWF0RD CB 1964 Interpretation of the Consolidation Test
J Soil Mech a Found Div Proc ASCE Vol 90 No SM5
p 87-102
HANSB0 S 1957 A New Approach to the Determination of the
Shear Strength of Cley by the Fall-Cone Test Swed Geot
Inst Proc No 14 Stockholm
KALLSTENIUS T amp WALLGREN A 1956 Pore Water Pressure Meashy
surement in Field Investigations R Swed Geot Inst
Proc No 13 Stockholm
LINDSK0G G amp 0RRJE o 1967 Jaumlmfoumlrelse mellan uppmaumltta och beshy
raumlknade saumlttningar foumlr verkstadsbyggnad i Stenungsund
Stat Geot Inst Intern rapport daterad den 14 juli 1967
Stockholm
STATENS GEOTEKNISKA INSTITUT Swedish Geotechnical lnstitute
SAumlRTRYCK OCH PRELIMINAumlRA RAPPORTER
t Reprints and preliminary reports
) Pris kr (Sw ers)No
Out of1 Views on the Stability of Clay Slopes J 0sterman 1960 print
2 Aspects on Some Problems of Geotechnical Chemistry 1960 raquo R Soumlderbom
3 Confributions lo the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 raquo chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part I
1 Research on the Texture of Granular Mosses T Kallstenius amp W Bergau
2 Relationship between Apparent Angle of Friction - with Ef-fective Stresses as Parameters - in Drained and in Conso-lidated-Undrained Triaxial Tests on Saturated Clay Nor-mally-Consolidated Clay S 0denstad
3 Development of two Modern Continuous Sounding Methods T Kalstenius
4 In Situ Determination of Horizontal Ground Movements T Kallstenius amp W Bergau
4 Contributions to the Fifth lnternational Conference on Soil Me- 1961 5-chanics and Foundation Engineering Paris 1961 Part Il
Suggested lmprovements in the Liquid Limit Test with Refe-rence to Flow Properties of Remoulded Clays R Karlsson
5 On Cohesive Soils and Their Flow Properties R Karlsson 1963 10-
6 Erosion Problems from Different Aspects 1964 10-
1 Unorthodox Thoughts about Filter Criteria W Kjellman
2 Filters as Protection against Erosion P A Hedar
3 Stability of Armour Layer of Uniform Stones in Running
Water S Andersson
4 Some Laboratory Experiments on the Dispersion and Ero-sion of Clay Materials R Soumlderblom
) 7 Settlement Studies of Clay 1964 10-
1 lnfluence of Lateral Movement in Clay Upon Settlements in Some Test Areas J 0sterman amp G Lindskog
2 Consolidation Tests on Clay Subjected to Freezing and Thaw-ing J G Stuart
8 Studies on the Properties and Formation of Quick Clays 1965 5-J 0sterman
9 Beraumlkning av paringlar vid olika belastningsfoumlrharingllanden 8 Broms 1965 30-
1 Beraumlkningsmetoder foumlr sidobelastade paringlar
2 Brottlast foumlr snett belastade paringlar
3 Beraumlkning av vertikala paringlars baumlrfoumlrmaringga
10 Triaxial Tests on Thin-Walled Tubular Samples 1965 5-
1 Effects of Rotation of the Principal Stress Axes and of the In-termediate Principal Stress on the Shear Strength B Broms amp A 0 Casbarian
2 Analysis of the Triaxial Test- Cohesionless Soils B Broms amp A K Jama
11 Naringgot om svensk geoteknisk forskning B Broms 1966 5-
12 Baumlrfoumlrmaringga hos paringlar slagna mot slaumlntberg B Broms 1966 15-
13 Foumlrankring av ledningar i jord B Broms amp 0 0rrje 1966 5-
14 Ultrasonic Dispersion of Clay Suspensions R Pusch 1966 5-
15 lnvestigation of Clay Microstructure by Using Ultra-Thin Sections 1966 10 -R Pusch
) 16 Stability of Clay at Vertical Openings B Broms amp H Bennermark 1967 10-
bull ]
I
Pris kr No (Sw ers
17 Om paringlslagning och paringlbaumlrighet 1967 5-
1 Dragsprickor i armerade betongparinglar S Sahlin
2 Sprickbildning och utmattning vid slagning av armerade modellparinglar av betong 8-G Helers
3 Baumlrighet hos slaumlnlberg vid statisk belastning av bergspels Resultat av modellfoumlrsoumlk S-E Rehnman
4 Negativ mantelfriktion B H Fellenius
5 Grundlaumlggning paring korta paringlar Redogoumlrelse foumlr en foumlrsoumlks-serie paring NABO-paringlar G Fjelkner
6 Krokiga paringlars baumlrfoumlrmaringga B Broms
18 Paringlgruppers baumlrfoumlrmaringga B Broms 1967 10-
19 Om sloppslagning av stoumldparinglar L Helman 1967 5-
20 Conlributions lo the First Congress of the lnternalional Society of 1967 5-Rock Mechanics Lisbon 1966
1 A Note on Strenglh Properlies of Rock 8 Broms
2 Tensile Strenglh of Rock Materials B Broms
21 Recenl Quick-Clay Studies 1967 10-
1 Recent Quick-Clay Studies an lntroduction R Pusch
2 Chemical Aspecls of Quick-Clay Formation R Soumlderblom
3 Quick-Clay Microstruclure R Pusch
22 Jordtryck vid friklionsmalerial 1967 30-
1 Resultat fraringn maumltning av jordlryck mol brolandfaumlste B Broms amp I Ingeson
2 Jordtryck mol oeftergivliga konstruktioner 8 Broms
3 Metod foumlr beraumlkning av sambandet mellan jordtryck och deshyformation hos fraumlmst stoumldmurar och foumlrankringsplattor i friklionsmaterial B Broms
4 Beraumlkning av stolpfundament B Broms
23 Co nlribulions lo lhe Geotechnical Confe rence on Shear Strength 1968 10-Properlies of Natural Soils and Rocks Os lo 1967
1 Effective Angle of Friclion for a Normally Consolidated Clay R Brink
2 Shear Strenglh Parameters and Microslruclure Characle rshyislics of a Quick Clay of Extremely High Water Conlenl R Karlsson amp R Pusch
3 Ratio cp in Relation lo Liquid Limil and Plasticity Index wilh Special Reference lo Swedish Clays R Karlsson amp L Viberg
24 A Technique for lnvesligation of Clay Microstruclure R Pusch 1968 22-
25 A New Setllemenl Gauge Pile Driving Effecls and Pil e 1968 10-Resislance Measuremenls
1 New Method of Measuring in-silu Settlemenls U Bergdahl amp B Broms
2 Effecls of Pile Driving on Soil Properlies 0 0rrje amp B Broms
3 End Bearing and Skin Friclion Resislance of Piles B Broms amp L Helman
26 Saumlttningar vid vaumlgbyggnad 1968 20 -
Foumlredrag vid Nordiska Vaumlgtekniska Foumlrbundets konferens i Voksenaringsen Oslo 25-26 mars 1968
1 Geotekniska undersoumlkningar vid bedoumlmning av saumlttningar B Broms
2 Teknisk-ekonomisk oumlversikt oumlver anlaumlggningsmetoder foumlr reducering av saumlttningar i vaumlgar A Ekstroumlm
3 Saumlttning av verkstadsbyggnad i Stenungsund uppfoumlrd paring normalkonsoliderad lera B Broms amp 0 Orrje