Transcript of VEILEDER FOR BRUK AV EUROKODE TIL BERGTEKNISK …
Microsoft Word - Veiledning Eurokode 7 Del 1 - Rev
2.docNORSKBERGMEKANIKKGRUPPE Tilsluttet: NorskJord
ogFjelltekniskForbund
InternationalSocietyforRockMechanics
InternationalAssociationforEngineeringGeologyandtheEnvironment
VEILEDERFORBRUKAVEUROKODE7 TILBERGTEKNISKPROSJEKTERING VERSJON 1,
NOVEMBER 2011
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
Forord:
Imars2010bleprosjekteringsstanderneiNS34XXserientrukkettilbake,ogerstattetmed
Eurokodene.Eurokode7bærerpregavhovedsakeligåværeutarbeidetaveksperterinnen
jordmekanikk.Denerderfornoeunøyaktigiforholdtilformuleringerogfaguttrykkiforholdtilberg,
mendengjelderfulltutogsåforberg.NorskBergmekanikkgruppe(NBG)sattederforvåren2010
nedengruppeforågågjennombrukavEurokode7inneningeniørgeologibergogbergmekanikk(i
fortsettelsenerdetteiVeilederenbenevntbergteknikk).
Gruppenharbeståttavfølgendemedlemmer:
Itilleggtilstøttefradeulikekomitémedlemmenesegnearbeidsgivereharprosjektetmottattstøtte
fraNBG,VegdirektoratogJernbaneverket.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
INNHOLD 0
Genereltomveilederen...........................................................................................5
0.1 OmVeilederen 5
0.2 AnbefaltbrukavEurokode7 5
0.3 GenerellinnføringiEurokode7 7
0.4 Beregningseksempler 9
1.2 Normativereferanser 9
1.5 Termerogdefinisjoner 9
1.6 Symboler 10
2
Grunnlagforgeotekniskprosjektering..........................................................10
2.1 Kravtilprosjekteringen 10
2.2 Dimensjonerendesituasjoner 12
2.6 Prøvebelastningogmodellprøving 18
2.7 Observasjonsmetoden 18
3.2 Geotekniskeundersøkelser 21
3.4 Grunnundersøkelsesrapport 22
4.2 Kontroll 25
4.4 Byggeplasskontroll 25
4.5 Overvåking 25
4.6 Vedlikehold 25
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
6
Sålefundamentering..............................................................................................26
6.1 Generelt 26
6.2 Grensetilstander 26
6.4 Hensynvedprosjekteringogutførelse 26
6.5 Dimensjoneringibruddgrensetilstanden 26
6.6 Dimensjoneringibruksgrensetilstanden 26
6.7 Fundamenteringpåberg:spesiellehensynvedprosjekteringen 26
6.8 Dimensjoneringavfundamentene 26
6.9 Klargjøringavundergrunnen 26
7
Pelefundamentering..............................................................................................27
7.1 Generelt 27
7.2 Grensetilstander 27
7.4 Dimensjoneringsmetoderoghensynveddimensjoneringen 27
7.5 Prøvebelastningavpeler 27
7.6 Aksialtbelastedepeler 27
7.7 Lateraltbelastedepeler 27
7.8 Dimensjoneringavpelene 27
7.9 Utførelseskontroll 27
8.2 Grensetilstander 28
8.4 Hensynvedprosjekteringogutførelse 28
8.5 Dimensjoneringibruddgrensetilstanden 28
8.6 Dimensjoneringibruksgrensetilstanden 28
8.7 Egnethetsprøving 28
8.8 Godkjenningsprøving 28
9
Støttekonstruksjoner............................................................................................28
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
9.4 Hensynvedprosjekteringogutførelse 29
9.5 Bestemmelseavjordtrykk 29
9.6 Vanntrykk 29
10
Hydrauliskbrudd...................................................................................................29
10.1 Generelt 29
10.2 Bruddvedløfting 29
10.3 Hydrauliskgrunnbrudd 29
10.5 Bruddvedkanaldannelse 29
11
Områdestabilitet.....................................................................................................30
11.1 Generelt 30
11.2 Grensetilstander 30
11.4 Hensynvedprosjekteringogutførelse 30
11.5 Dimensjoneringibruddgrensetilstanden 30
11.6 Dimensjoneringibruksgrensetilstanden 30
11.7 Overvåking 30
12.2 Grensetilstander 31
12.4 Hensynvedprosjekteringogutførelse 31
12.5 Dimensjoneringibruddgrensetilstanden 31
12.6 Dimensjoneringibruksgrensetilstanden 31
12.7 Kontrollogovervåking 31
VedleggB: Eksempelpåberegningavforankringogfundamentering
VedleggC: EksempelpåbrukavObservasjonsmetoden
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
0.1 OmVeilederen
ForåbegrenseomfangetavdenneVeilederenerstandardensoriginaltekstikkegjentatt.Avdenne
grunnskalVeilederenbrukessometsupplementtilstandarden,ogikkelesesogbenyttesalene.
Medunntakav”Forord”ogkapittel0”GenereltomVeilederen”samsvarerkapittelinndelingog
overskrifteriVeilederenmedEurokode7.DerkommentareniVeilederengjelderetellerflere
konkreteavsnittistandarden,erdetteangittmednummerertavsnitt”(2)”somkorresponderermed
standarden.
Veiledereninneholderkommentarer,eksemplerogforslagtilbrukellertolkningavstandardens
formuleringer,derdeterfunnetbehovforåkommentereellerutdypestandardenstekst,innenfor
defagområdersomanseesrelevantforfagetbergteknikk.Fordekapitler/underpunkterder
Veilederenikkeinneholderkommentarererdetteavenellerflereavfølgendegrunner:
1. Standardenstekstansestilstrekkeligklarogentydig
2.
Standardenstekstansesåværeitrådmednormaloginnarbeidetpraksisinnenfagområdet
3. Standardenstekstansesikkerelevantforfagområdetbergteknikk
AvhensyntiloversiktenerallekapitteloverskrifteriførsteogandrenivågjengittiVeilederen,også
derdetikkeerkommentarertilinnholdetistandarden.Laverenivåenndetteerkungjengittderdet
erfunnetbehovforåinkluderekommentarer.
Tekstskrevetimerknaderistandardeneråoppfattesominformativtekstogikkekrav.
0.2 AnbefaltbrukavEurokode7
Etgrunnleggendeprinsippforanleggiogpåbergeratundersøkelserogplanleggingforegårtrinnvis
ogiflerefasersomvistiprinsippiFigur1.Detfremgåratundersøkelserogprosjekteringgjøresialle
faser,forstoreogkomplekseanleggofteifleretrinn,ogforhverfaseutarbeidesenellerflere
rapporterfragrunnundersøkelser.Vedprosjekteringogundersøkelseriflerefaservil
detaljeringsgradenfornormaltøkeetterhvertsombyggestartnærmerseg.Deterspesieltviktigå
væreklarover,somvistiFigur1,atundersøkelserogeventueltmodifiseringelleroptimaliseringav
prosjektertdesignogsåkanforekommeibyggefasen.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
AnbefalingeneiFigur1erbasertpåkomitearbeidutførtavIAEG(InternationalAssociationof
EngineeringGeology)utarbeideti1981.Degrunnleggendeprinsippeneifigurenerfortsattgyldige,
ogharmangelikhetstrekkmednåværendenasjonaleanbefalingerogretningslinjer,somfor
eksempelStatensvegvesensHåndbok021.
1IAEG(1981):CommissiononSiteInvestigation–Engineeringgeologicalmapping.International
associationofEngineeringgeology(IAEG),Bull.No.24:185274.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
Eurokode7anbefalerbrukav4forskjelligeprosjekteringsmetoder.Disseerbeskrevetikapitlene
2.4–2.7istandarden.Dissemetodenebetegnes:
x Geotekniskprosjekteringvedberegning(kapittel2.4) x
Prosjekteringvedkonstruktivetiltak(kapittel2.5) x
Prøvebelastningogmodellprøving(kapittel2.6) x
Observasjonsmetoden(kapittel2.7)
Observasjonsmetodenerirealitetenikkeenselvstendigprosjekteringsmetode,dadennekan
betraktessomensystematiskmetodefordokumentasjonavatkriterieriprosjekteringen
overholdes.Isåmåtevildetværenaturligat“Observasjonsmetoden”benyttessometsystemfor
dokumentasjonavprosjekteringetterenavdeøvrigemetodene,seeksempeliVedlegg3.
“Prøvebelastningogmodellprøving”harilitengradværtvanligåbenytteforprosjekteringinnevårt
fagområdeundernorskeforhold.
KommentarertildeulikeprosjekteringsmetodenefølgerunderderespektivekapitleneiVeilederen.
0.3 GenerellinnføringiEurokode7
DestandardersompåeuropeisknivåutarbeidesavTC250(TechnicalCommitee250),ogomhandler
dimensjoneringavkonstruksjoner/konstruksjonsdeler,benevnesEurokode(EN).Standardene
utarbeidespåoppdragavEUkommisjonenogEFTA,ihenholdtiletprogramsomharsomformålå
harmoniseretekniskespesifikasjonerogelimineretekniskehindringerforhandelimellomde
europeiskelandene.GjennomEØSsamarbeidetdeltarNorgeidettearbeidet.
Eurokodenerepresentereretsystemavprosjekteringsstandardersomharmyetilfellesmeddetvi
harhattiNorgeiflereårgjennomNS34xxserien.
DeoverordnedebyggeforskrifterforEUmedlemslandeneerikkeharmonisert.Dettemedføreratde
Europeiskestandardersomutarbeides,ikkekanangihvilkesikkerhetsnivåersomskalgjelde.Derfor
erdetdeenkeltelandsmyndighetersansvaråtilpassesinereglerslikatEurokodenkananvendes,
samtåangiverdier,NDP(NationalDesignParameters),somskalgjeldenasjonalt.
Eurokodenerepresentereretsamletsettavreglerogerstattertidligerenasjonale
prosjekteringsstandarder.
Ihenholdtiltekniskeforskriftertilplanogbygningsloven(PBL),§61,kanregleneiPBLogiteknisk
forskriftansesoppfyltdersomdetbenyttesmetoderogutførelseisamsvarmedNorskStandard.
DettevilogsåværetilfelletvedbrukavEurokoderiserienNSEN1990tilNSEN1999.Deterda
forutsattatstandardenesnasjonaletillegg(NA)meddenasjonaltbestemteparametrene(NDP)
leggestilgrunnforprosjekteringen.
Figur2girenoversiktovergjeldendeEurokoder(NSEN).Talletiparentesangirhvormangedeler
denenkelteEurokodenbestårav.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
Figur2OversiktoverEurokodeserien.Sifferiparentesangirantalldelerihverserie.
Eurokode7,NSEN1997,erenfelleseuropeiskstandardforgeotekniskprosjektering.Med
geotekniskprosjekteringmenesprosjekteringavkonstruksjonerijordogberg.Standardenerito
deler:
x NSEN19971:2004+NA:2008–Del1:Allmenneregler x
NSEN19972:2007+NA:2008–Del2:Reglerbasertpågrunnundersøkelserog
laboratorieprøver
NSEN19971:2004+NA:2008erberegnetbruktpågeotekniskeaspektervedprosjekteringavbygg
oganleggsarbeider.DenbrukessammenmedNSEN1990:2002somfastsetterprinsipperogkravfor
konstruksjonenessikkerhetogbrukbarhet,beskrivergrunnlagetforprosjekteringogpåvisningav
tilstrekkeligsikkerhet,oggirretningslinjerforrelaterteforholdnårdetgjelderkonstruksjonens
pålitelighet.DethenvisesogsåspesielttilEurokode8(NSEN1998)somomhandlerseismiske
påvirkninger.NSEN19971omfatterihovedsak:
NSEN19972:2007girutfyllendereglertilNSEN19971nårdetgjelder:
DenneveilederenomhandlerNSEN19971(Eurokode7–Del1).
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
0.4 Beregningseksempler
Denneveiledereninneholderogsånoeneksemplerpåhvordanenkantilnærmesegnoenaktuelle
problemstillingeretterkraveneiEurokode7.Eksempleneerutarbeidetpågrunnlagavénforståelse
avstandardenskrav,ogdensammeproblemstillingenkantroligogsåløsesvedhjelpavandre
metoderellertilnærminger.Videreereksempleneikkealtomfattende,ogsåledesikkenødvendigvis
overførbaretilproblemstillingerunderandreforutsetninger.
EksemplenegittiVedleggeneA–Comfatterfølgende:
1.
Ifullstendigsamsvarmedstandardenskrav(bådeprinsipperoganvendelsesregler)
eller
2. Isamsvarmedprinsippeneistandarden
1.5.2.2sammenlignbarerfaring
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
1.6 Symboler
Eurokode7stillerkravtilatdet”forhvergeotekniskdimensjonerendesituasjon”skalkontrolleresat
ingenaktuellegrensetilstanderoverskrides.AktuellegrensetilstandererdefinertiNSEN1990.
Med”geotekniskdimensjonerendesituasjon”vurderesdethensiktsmessigforfagområdet
bergteknikkåbetraktedettesomforholdsompåvirkertotalstabilitet,medhensyntil
prosjektets/anleggetsoverordnedefunksjon.
Forholdsomvurderesikkeåpåvirketotalstabilitetenbetegnessomdetaljstabilitet,ogmedhensyn
tilvurderingerknyttettilslikeforholdvildetimangetilfellerikkeværehensiktsmessigåbenytte
Eurokode7somgrunnlagforprosjektering.
Forgeotekniskprosjekteringavkonstruksjoneri/påberganbefalerVeilederenåla
prosjekteringsregleneiEurokode7omfatteforholdknyttetkuntiltotalstabilitet.Veilederen
benytterfølgendedefinisjoneravtotalstabilitetogdetaljstabilitet:
Totalstabilitet:
Medbegrepetmeneshelhetligstabilitetmedhensyntilkonstruksjonensellerdelkonstruksjonens
formål/funksjon.
Forivaretakelseavtotalstabilitetkrevesatomfangavdeformasjon,bruddellerforskyvningikke
overskriderprosjektdefinerteakseptablegrenserogikkemedførervarignedsattstabiliteteller
progressivdestabiliseringavkonstruksjonen/delkonstruksjonen.
Konstruksjonkaneksempelvisvære;tunnel,bergrom,sjakt,fundament,byggegrop,etablert
skjæringognaturligskråningiberg.
Delkonstruksjonkaneksempelvisværeforankringavvinsjfundament,konstruksjonfundamentert
påbergellerlignende.
Detaljstabilitet:
Medbegrepetmeneslokalstabilitetavmindreelementavenkonstruksjonellerdelkonstruksjon,
hvoreventuelldeformasjon,bruddellerforskyvningikkepåvirkertotalstabilitetsomdefinert
over,samtikkeoverskriderprosjektdefinerteakseptablegrenserfordetaljstabilitet.
2.1 Kravtilprosjekteringen
NA 2.1(8)P (1421)
”Geotekniskkategori”benyttesblantannettilådefinereomfangetavgeotekniskeundersøkelser
(ref.kapittel3.2)ogkontroll(ref.kapittel4.2).
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
Eurokode7angirprinsipperforfastsettelseavgeotekniskkategoriforprosjekteringav
konstruksjoner.Forkonstruksjoneri/påberg,herunderskjæringer,byggegroper,tunnelerog
bergrom,vurderesdisseprinsippeneikkerelevanteforalleforhold.Somutgangspunktfor
fastsettelseavgeotekniskkategorianbefalesdetatprosjektetspålitelighetsklasse(CC/RC),ref.NS
EN1990,vurderesitilleggtilgrunnforholdeneskompleksitet.Geotekniskkategorivilkunne
fremkommesomenfunksjonavpålitelighetsklasseogvanskelighetsgradsomangittimatriseni
Tabell1:
Tabell1DefinisjonavGeotekniskKategori
Pålitelighetsklasse Vanskelighetsgrad
Lav Middels Høy CC/RC1 1 1 2 CC/RC2 1 2 2/3 CC/RC3 2 2/3 3 CC/RC4*
* * *
*Vurderessærskilt
ForpålitelighetsklasserefererestilNSEN1990ogNasjonalttilleggtildenne,seTabell2.
Tabell2UtdragfratabellNA.A1iNasjonaltTilleggtilNSEN1990
Veiledendeeksemplerforklassifisering avbyggverk,
konstruksjonerogkonstruksjonsdeler
Pålitelighetsklasse(CC/RC) 1 2 3 4
Atomreaktorer,lagerforradioaktivtavfall x
Grunnogfundamenteringsarbeiderogundergrunnsanleggi
komplisertetilfeller1) (x) x (x)
Grunnogfundamenteringsarbeiderogundergrunnsanleggienkle
ogoversiktligegrunnforhold1) x (x)
1)Vedvurderingavpålitelighetsklasseforgrunnogfundamenteringsarbeiderogundergrunnsanleggskaldetogsåtas
hensyntilomkringliggendeområderogbyggverk
Vanskelighetsgrad
Vanskelighetsgradenvurderespågrunnlagavgrunnforholdogtypeprosjekt,ogkanklassifiseres
somfølger:
Lav:
Oversiktligeogenklegrunnforholdelleretprosjektsomerlitepåvirketav
grunnforholdene.Ingenellerbareenklegrunnundersøkelserkrevesforå
fastleggeeventuellenødvendigegeotekniskeparametere.Tilfredsstillende
erfaringerfratilsvarendegrunnforholdogkonstruksjonerkan
dokumenteres.
Middels:
Noeuoversiktligeellervanskeligegrunnforholdogetprosjektsomer
påvirketavgrunnforholdene.Grunnforholdenekanfastleggesmedrimelig
gradavnøyaktighet.Tilfredsstillendeerfaringerfratilsvarende
grunnforholdogkonstruksjonerkandokumenteres.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
2.2 Dimensjonerendesituasjoner
(2)
Denangittelistenmedeksemplerpådimensjonerendesituasjonerharvarierenderelevansfor
anleggiogpåberg.Detaljeringsgradenerstorpåenkeltepunkter,mensviktigeforholdsomfor
eksempelbergspenningerogsvelleleireikkeernevnt.
Dimensjoneringenmåitilleggtaspesielthensyntilmuligeeffekteravvann,somforeksempel:
Dimensjoneringvedberegningbenyttesrelativtsjeldenfortunnelerogundergrunnsanlegg,oger
genereltmindrebenyttetforbergtekniskeproblemstillingerenninnenforjordmekanikk.Fornoen
problemstillinger,somforeksempelskråningsstabilitet,forankringogfundamentering,erimidlertid
dimensjoneringvedberegningvanligogsåinnenforbergtekniskprosjektering,(seeksempelA).
IfølgeNSEN1990børdimensjoneringvedberegningerutførespågrunnlagavpartialfaktormetoden.
UsikkerheteniberegningsmodellenerdermedikkesamletienenkelsikkerhetsfaktorF,meniflere
ulikepartialfaktorergittforbådepåvirkningogmotstand.PartialfaktoreneerangittiEurokoden,og
erinoentilfellerspesifisertinasjonalttillegg(NA).
Karakteristiskverdi,Fk;erenmåltellervurdertverdi,somikkeerkorrigertmedenpartialfaktor.
Dimensjonerendeverdi,Fd;fårenvedåmultiplisereellerdivideredenkarakteristiskeverdien
medenpartialfaktor.
Vedberegningibergtekniskprosjekteringinngår:lastvirkning,egenskaperhosjordogberg,
geometriskedata,grenseverdierfordeformasjoner,beregningsmodelleretc.Dettemåmanta
hensyntilforatberegningsmodellenskalbeskrivegrunnensantatteoppførselidenaktuelle
grensetilstanden.Demestsentralegrensetilstandeneerbruddgrensetilstandogbruksgrensetilstand.
Bruddgrensetilstand(UltimateLimitState(ULS))refererertilengrensetilstandsomsvarertilen
definertkapasitetforhelekonstruksjonenelleretkonstruksjonselement.Dennekapasitetener
bestemtavfarenforbruddelleravstoreuelastiskeforskyvningerellertøyningersomkan
sammenlignesmedbrudd,friavdrift,kantringellersynking.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
Enanalytiskmodellvilvanligvisværeenmatematiskberegningsmetodesomoftekankalkuleresved
hjelpavenlommekalkulatorellerihodet.Dettekanforeksempelværeenlikevektsberegningav
stabilitetellerdimensjoneringavbergbolter.
EnhalvempiriskemodellkanforeksempelværeHoek&Brownsbruddkriteriumsomerbasertpå
innsamletdatasomersystematisert,ogderetterinngåriligninger,somderetterkananvendesfor
analytiskeellernumeriskeberegninger.
Medempiriskemodellerforståsogsåmodellerellermetoderforgeotekniskprosjekteringbasert
påempiriskeerfaringer.Inputtilslikemodellerkanofteværevisuellbeskrivelseavparametere
sominngåriklassifikasjonssystemer,sliksom;Q,RMR,RMi,etc.
Numeriskemodellerbrukestilsimuleringavbergmekaniskeproblemstillinger,eksempelvisvedbruk
avprogramkodersomPhase2,UDEC,etc.
2.4.3Grunnensegenskaper
2.4.5.2Karakteristiskeverdieravgeotekniskeparametere
(2)P
DettashensyntilusikkerhetknyttettilmaterialegenskapervedådividerekarakteristiskegenskapXk
medenpartialfaktorM(“materialfaktor”).DettegirdimensjonerendeverdiXd,sombenyttestilå
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
beregnedimensjonerendemotstand.Dennemotstandskalværelikellerstørreenn
dimensjonerendelastvirkning.
x
Veddimensjoneringmednumeriskemodelleranvendesnormaltkarakteristiskeverdier.
x påvirkninger(2.4.6.1) x geotekniskeparametere(2.4.6.2) x
geometriskedata(2.4.6.3) x konstruksjonensegenskaper(2.4.6.4)
2.4.6.1Dimensjonerendeverdieravpåvirkninger
Medpåvirkningmenesherpåvirkningfragrunn,fyllmasseellergrunnvannpåkonstruksjon.
Dimensjonerendeverdiforpåvirkning(Fd)fåsgjennomåmultipliserekarakteristiskverdimedog
F:
Fd=FFrep,derFrep=Fk
erfaktorforkonverteringavkarakteristiskverditilrepresentativverdi.Forbergtekniske
problemstillingerernormalt1,0.Dettemedføreratuttrykketkanforenklestil
Fd=FFk
HvorFerpartialfaktorforberegningavpåvirkning(lastfaktor),somogsåtarhensyntilusikkerhet
ilastmodellen.
2.4.6.2Dimensjonerendeverdierforgeotekniskeparametere
J
0
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
Forberganleggskalfølgenderelevantegrensetilstanderikkeoverskrides:
x
STR–internsviktellerforstoredeformasjonerikonstruksjonerellerbærendedeler,der
konstruksjonsmaterialenesfasthetgirenbetydeligbidragtilmotstanden
2.4.7.2Påvisningavstatisklikevekt
2.4.7.3.1Generelt
Vedpåvisningavengrensetilstandforbruddellerstoredeformasjonerikonstruksjonereller
bærendedeler,ellerietområdeavgrunnen(STRog/ellerGEO)skaldetpåvisesat:
EdRd
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
2.4.7.3.4.1Generelt
2.4.7.3.4.4Dimensjoneringsmetode3
Detskalpåvisesatengrensetilstandforbruddellerstordeformasjonikkeviloppstå,vedfølgende
settmedpartialfaktorer:
Kombinasjon:(A1*ellerA2†)”+”M2”+”R3
*: påkonstruksjonslaster †: pågeotekniskelaster “+”:
skalkombineresmed A:
partialfaktorerforpåvirkning(F)ellerlastvirkning(E) M:
forgrunnenegenskaper(M) R: formotstand(R).
Forpåvisningavtilstrekkeligmotstandi:
Forpåvirkningermåmanskillemellom:
Dettebetyratdeterfleresettavpartialfaktorerforpåvirkning(krefterogforskyvninger)og
lastvirkningen(snittkrefter,moment,etc.).
Partialfaktorerforgrensetilstandkonstruksjoner(STR):
Påvirkning Grunnensegenskaper Motstand A1(ugunstig/gunstig) M2(M)
R3 G=1,35 / 1,0 Q=1,5/0
` =1,25 `c=1,25 `=1,0
R =1,0
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
Partialfaktorerforgeotekniskgrensetilstand(GEO):
Lastvirkning Grunnensegenskaper Motstand A2(ugunstig/gunstig) M2(M)
R3 G=1,0/ 1,0 Q=1,3/0(fekstrafikklast)
` =1,25 `c=1,25 `=1,0
R =1,0
Hvor:
G:partialfaktorforpermanentepåvirkninger,somogsåtarhensyntilusikkerhetilastmodell
ogvariasjonidimensjonene(seTabellA.3)
Q:partialfaktorforvariablepåvirkninger,somogsåtarhensyntilmodellusikkerhetog
NA 2.5(1)
Konstruktivetiltakerennoeunøyaktigoversettelsefradetengelskebegrepet”prescriptive
measures”.
Medkonstruktivetiltakforståstiltaksom,dokumentertgjennomerfaringognormalpraksis,gir
tilfredsstillendestabilitet.
Standardentillaterbrukavslikeprosjekteringsmetoderdersomberegningsmodeller;
a)”ikkeertilgjengelige”
Nasjonalttilleggleggertilatitilfellerder”overskridelseavgrensetilstanderunngåsvedbrukav
konstruktivetiltak”forutsettesatdethenvisestilkonvensjonelleoggenereltforsiktige
prosjekteringsregler.
Medbegrepet”beregningsmodellerikketilgjengelige”forståsatrelevanteberegningsmodellerikke
finnes.Eksempelpådettekanværedersomproblemetsnaturikkekanberegnes(med
konvensjonelleogallmentakseptertemodeller),og/elleratomfangetavusikkerhetentil
inngangsparametergjørberegningerliteegnet.
Medbegrepet”beregningsmodellerikkenødvendig”viserstandardentiltilfellerderdetfinnes
”sammenlignbarerfaring”,ref.punkt1.5.2.2,somgjørberegningerunødvendige.Meddetteforstås
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
atdeterakseptabeltåbenytteløsningersomerfaringsmessigertilstrekkeligfordenaktuelle
problemstillingen,utenatdettemådokumenteresgjennommålingerellerberegninger,forutsattat
erfaringenegjeldersammenlignbaregrunnforhold.
Detfremgårikkeavstandardenhvabegrepet”forenkledeprosjekteringsprosedyrer”er,ellerhvilke
konstruktivetiltaksomerakseptable,mendetvisestil“konvensjonelleoggenereltforsiktige
prosjekteringsregler”.Fortypiskerutinemessigeproblemstillingerknyttettilfagområdetbergteknikk,
eksempelvisdrivingogsikringavtunnelerienklegrunnforhold,anbefalerVeilederenatvanlignorsk
praksisknyttettilprosjekteringbasertpåobservasjonogenkelkartleggingvurdertoppmot
”sammenlignbarerfaring”,åværeakseptabeltsomkonstruktivetiltak,forutsattatvurderingene
utføresogkvalitetssikresavpersonellmedtilstrekkeligkompetanseogerfaring.
2.6 Prøvebelastningogmodellprøving
Observasjonsmetodengåriprinsipputpåatforutsetningerogutførtprosjekteringverifiseresved
målingerogiakttakelserunderbygging.Fordetteskaldetutarbeidesplanersominkluderereffektive
mottiltakdersomforeskrevet,akseptabelstabilitetikkeertilfredsstiltunderbyggingen.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
Dokumentasjonavforholdenevedhjelpavmålingerkanværeaktueltfordokumentasjonav
totalstabilitet(ref.kapittel2)mensdetfordetaljstabilitetvanligvisvilværeakseptabeltmednormale
visuelleinspeksjoneriforbindelsemedoppfølgingavbyggingen(ref.kapittel4.4).
IEurokode7erbeskrivelsenvesentliglagtopptiltunnelermedskvisingellersvellingder
instrumenteringogmottiltakerviktigeingredienseriprosjekteringen.
ForskjellenfradenprosjekteringensomgjøresiNorgeidag,eratplanleggingenskal
formaliseres/dokumenteresførbyggingstartes,bl.a.vedåangi:
x Akseptabelstabilitet x
Oppførselavbergmassen(typeustabilitet)langstunnelen x
Effektivemottiltakforeventuellnødvendigekstraforsterkning/tetting x
Planforoppfølgingavsikringsarbeidene,kartleggingogdokumentasjonavbergforholdene
Førprosjekteringenkanutføres,forutsettesatdeterutførttilstrekkeligegrunnundersøkelser.Dette
innebærerbl.a.atdetutarbeidesprognoseoverforventedebergforholdogtilhørendestabilitet
langstunnelen/bergrommet.
Ingeniørgeologiskkartlegginginngårinormalprosedyreneforkontroll(sekapittel4),ogimange
tilfellervildetogsåværeaktueltåforetaregistreringavforholdeneforanstuffvedhjelpavordinær
sonderboring,MWD(registreringunderboring)og/ellerkjerneboring.Vedkryssingavsvakhetssoner
medfareforrasutviklingbørdetforetasvurderingogeventueltlaboratorietestingav
sleppematerialetmht.potensieltsvelletrykk.Imangetilfellervildetogsåværeaktueltåutføre
deformasjonsellerkonvergensmålinger,samtinoentilfellerbergspenningsogvanntrykksmålinger.
Andremålingerkanogsåværeaktuelle.Deterviktigateventuellesvakhetssonerpåvises,beskrives
ogvurderesspesieltunderkartleggingen.
Vedbrukavobservasjonsmetodenskal,ihenholdtilEurokode7,deakseptablegrensenefor
oppførselværefastlagtpåforhånd,ogdriveogsikringsmetoder,samtomfangetavnødvendige
sikringstiltakmådimensjoneresutfradette.Someksempelpåfastsatte,akseptablegrenserinnenfor
norskbergpraksiskannevnesgrenseverdienforsvelletrykkogsonebreddemedhensyntilfull
utstøpningdefinertiVegvesenetsHåndbok021.Etanneteksempelergrenseverdisomofte
fastleggesmedhensyntilminstehovedspenningvedplasseringavinntakskonusved
vannkraftanlegg.
Brukavobservasjonsmetodenvedprosjekteringmedførerikkeatundersøkelserførbyggestartkan
utelates.Nødvendigeforundersøkelser,avhengigavprosjektetsvanskelighetsgradogkonsekvenser
aveventuelleuønskedehendelser,skalsuppleresmedobservasjoner,kartleggingogeventuelt
målinger/registreringerunderbygging.Registreringerunderdrivingkaninoentilfellerbetraktessom
”utsatteforundersøkelser”(foreksempelbergspenningsmålinger).
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
(2)
Detaljeringsnivåetiprosjekteringsrapportenbørtilpassesplannivåetogkanvarierebetydelig.
Rapportenskalgiensammenstillingavdeundersøkelsersomerutførtsamttolkningavde
fremkomneresultateneforenvurderingavgrunnforholdene.Denbørskillemellomfaktaog
tolkninger.
Ifaktadelenbørdeviktigsteresultatenefragrunnundersøkelsenepresenteres.Selveutførelsenav
undersøkelsenebeskrivesiandrerapporter,sepkt.3.4.
1. Undersøkelserførbyggingerigangsatt(forundersøkelser) 2.
Undersøkelseribyggefasen
Undersøkelserførbygginggirgrunnlagforvurderingavprosjektetsgjennomførbarhetog
vanskelighetsgrad,ogdannerbasisforprosjekteringen.Disseundersøkelseneforegårofteiflere
trinn,ogparalleltmedtrinnviseundersøkelserutføresoftetrinnvisprosjektering,(seFigur1).
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
3.3.3Tyngdetetthet
3.3.8.3Skjærfasthetavsprekker
(1)
Resultatetavgrunnundersøkelserskalforeliggeirapportermedtegningerogdiagrammersomgir
oversiktoverognødvendigedetaljeromgrunnforholdene.Anvendtundersøkelsesteknikkskalangis,
ogeventuellekilderskaloppgis.Ingeniørgeologiskkartleggingansessomenviktigdelav
grunnundersøkelsene.
Dersomdeterbenyttetvanlige,kjentemetoderforfeltoglaboratorieprøving,erdettilstrekkelig
dokumentasjonatmetodensamteventuellespesielleforutsetningerforresultateneoppgis.
Medhensyntilinnholdetigrunnundersøkelsesrapportfremhevesspesielt:
x
Nårundersøkelseneerforetattoghvaslagsgrunnlagsmaterialesomerbenyttet
x
Hvasomerutførtavgrunnundersøkelseroghvordisseergjort.(sammenstiltpået
ingeniørgeologiskkartmedprofilderlokaliseringavalleundersøkelsenevises)
Avviktigeforholdundersøkelseneskalavdekke,nevnesspesielt:
x
Ingeniørgeologiskbeskrivelseogbergarteranleggetkommeribefatningmed
x Forvitringselleromvandlingsgradavbergmassen x
Spesiellebergartersomkanværeproblematiskeforberganlegget,(f.eks.alunskifer,
bergartermedsvellendemineralerogkalkstein) x
Oppsprekkingsgradogsprekkekarakteristika(ruhet,forvitring,sleppemateriale).
x Grunnvannsforhold x Spenningsforhold x Tektoniskeforhold x
Eventuelleløsmasser;mektighetogbeskaffenhet
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
4.1 Generelt
(8)
Eurokode7kreveratnivåogkvalitetavkontrollminstskalværesomforutsattunder
prosjekteringen.
Eurokode7omhandlerikkekravtilkontrollavprosjekteringenideulikegeotekniskekategoriene.
Prosjekteringskontrollerimidlertidinkludertiflereavdeenkeltetyperkontroll.
KravtilomfangognivåavprosjekteringskontrollerdefinertiNSEN1990.Detrefereresspesielttil
nasjonalttillegg(NA:2008)derkontrollenerdefinertiht.“konsekvensklasse/pålitelighetsklasse”
(CC/RC):
x ForCC/RC1:Begrensetkontroll(B)=egenkontroll. x
ForCC/RC2:Normalkontroll(N)=B+sidemannskontroll(kollegakontroll). x
ForCC/RC3:Utvidetkontroll(U)=N+uavhengigkontroll. x
ForCC/RC4:Kontrollspesifiseresspesielt.
Dissekontrollklassenegjelderbådeforprosjekteringogutførelse.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
Kapitlene4.2–4.6inneholderkravogdefinisjonerknyttettilKontroll,Kontrollavgrunnforholdene,
Byggeplasskontroll,Overvåkning,ogVedlikehold.Kraveneogdefinisjoneneidissekapitleneer
vurderttilåværedelvisoverlappendeoguoversiktlige.
x
GK1:Byggeplassinspeksjon,kvalitetskontrolleravmaterialerihenholdtilNS3420eller
Prosesskoden,eksempelvis;kontrollavbetong/sprøytebetong,prøvetrekkingavbolteretc.
x
GK2:ItilleggtilGK1derdeterrelevant;observasjonerellermålingeravgrunnens
egenskaper,eksempelvis;feltellerlaboratorieundersøkelseravrepresentativeprøver
(sleppematerialeetc.),grunnvannsforholdetc.
x
GK3:ItilleggtilGK2derdeterrelevant;målingerogovervåking,eksempelvis;
setningsmåling,deformasjonsmåling,konvergensmåling,trykkcelle,spenningsmålingetc.)
Utførelseskontroll
Overvåking
Hvisdenutførendepåleggesåforetadeleravkontrollen,skaldetfremgåavplanenhvilkedeler
dettegjelder.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
Tabell3Planforkontroll KapitteliEurokode7 GK1 GK2 GK3
4.2.1Planforkontroll (Beskrivesigeoteknisk
prosjekteringsrapport,sepkt.2.8 (5))
Angiakseptablegrenserforsomskaloppnåsved kontrollen
Angitype,kvalitetoghyppighetavkontrollenunderbyggingisamsvarmed;
Tabell4Kontrollibyggefasen
KapitteliEurokode7 GK1 GK2 GK3 4.2.2Utførelseskontroll1)
4.4Byggeplasskontroll (Kontrollavbyggearbeidet)
Registreringved inspeksjon/befaring Enkle,kvalitativekontroller
avbyggearbeid(sikring, sprengningetc.)
Beskrivelseavgrunn forhold
Bestemmelseavtypeberg
Målingav geotekniske parametere/egenskaper BeskrivelseiGK1+flere
undersøkelser/testerav representativeprøver
Målingeravgeotekniske parametere/egenskaper
GK2+tilleggsundersøkelser4.3Grunnforhold 1)
4.3.1Jordogberg 4.3.2Grunnvann
4.5Overvåking (Kontrollavkonstruksjonensoppførsel2))
Kvalitativbedømmelseav
konstruksjonensytelse /oppførsel
Målingeravbevegelser/ oppførseliutvalgte punkter
Målingeravforskyvningerog analysersomtarhensyntil
rekkefølgenforutførelsenav byggearbeidene
4.2.3Vurderingavprosjekteringen3)
Egnethetavprosjektertbygge/driveprosedyrenemht.grunnforhold/Atgrunnforholdenei
anleggetstemmermedantagelsene/forutsetningene/Vurderingavprosjekteringen
Rapporteringipkt.4.2.2–4.5: Enkelrapportering
Regelmessigrapportering Regelmessigrapportering
Sluttrapportering
1)Omfattersærlig: Viktigetrekkvedgrunnenoggrunn vannet
Arbeiderogmaterialer(utførelseav sikring,sprengning,etc.)
Avvikfraprosjekteringen Måleresultatermedtolkninger(ertatt
varepåipkt.4.5)
Miljøforhold Uforutsettehendelser
2)Målingeravbetydningfor undergrunnsanlegg:
Deformasjoner/forskyvninger Bergtrykk
Innlekkasjer/grunnvannstrykk
Ref.kommentarerunderkapittel4.1Generelt
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
5.1 Generelt
6.4 Hensynvedprosjekteringogutførelse
6.5 Dimensjoneringibruddgrensetilstanden
6.6 Dimensjoneringibruksgrensetilstanden
6.7 Fundamenteringpåberg:spesiellehensynvedprosjekteringen
Enmerknadidettekapitteletsierat;”Anbefaltmetodeforåfinneantattbæreevnefor
sålefundamenteringpåbergerangittitilleggG”.TilleggGerenavfigureneiBS8004(Codeof
practiceforFoundation,1986)somereteksempelpåmetodeforåfinnetillattbæreevneforsvakt
oppsprukketbergmedlukketesprekker.Metodenantaratkonstruksjonenkantålesetninger
tilsvarende0,5%avfundamentetsbredde(kvadratiskfundament).
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
7 PELEFUNDAMENTERING
Denvanligsteoppgavenforenbergprosjekterendevedpeleprosjekteringeråvurderebæreevnentil
bergmassenvedpelensspiss.Dettekanværekrevende,spesieltvedsvaktberg,ettersom
bergmassenerinnspent.IhenholdtilPeleveiledningenerdenkarakteristiskefasthetenforalle
middelsfastetilfastebergartersåhøyt,atdeterflytegrensenforståletipelespissensomblir
dimensjonerende.Førdeløsebergartenevil,teoretisksett,bergetsbæreevnevære
dimensjonerende.LøsebergarteriNorge,erforeksempelalunskifer,fylittogsandstein,somhar
enaksialtrykkfasthetiområdet50til100MPa.Dersomdetbrukesstålkjernepeleranbefaler
Peleveiledningenatbæreevnensettestil49gangerbergertstrykkstyrke.
Enannenvanligoppgaveeråvurdereuttrekkrefterforpelerinjisertiberg,sekapital7.6.3.1.Deter
kunvanligåbrukestålkjernepelersomstrekkpeler.Strekkapasitetenerenfunksjonav
forankringslengdenibergsamtheftmellommørtelbergogmørtelpel.Dvs.manserikkepånoen
formforuttrekkskileibergmassen,somvedstagforankringer.
7.1 Generelt
7.2 Grensetilstander
7.4 Dimensjoneringsmetoderoghensynveddimensjoneringen
7.5 Prøvebelastningavpeler
7.6 Aksialtbelastedepeler
7.6.3.1Generelt
(5)
Veddimensjoneringavuttrekkavpeleriberg,børmankunnebrukedesammemetodenesomfor
forankringer.EnmetodeerangittiHåndbok016”Geoteknikkivegbygging”,kapitel10.
7.7 Lateraltbelastedepeler
7.8 Dimensjoneringavpelene
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
8 FORANKRINGER
Detanbefalesatprinsippeneoganvendelsesregleneikapittel8etterlevesforforankringeribergfor
vurderingavtotalstabilitet(ref.kapittel2).Forforankringsomharsomformålåsikredetaljstabilitet
vildetnormaltikkeværebehovforlikeomfattendekontrollogdokumentasjon.
ForprosjekteringsreglervisestilNSEN1537:1999Stagforankringer.
8.4 Hensynvedprosjekteringogutførelse
8.5 Dimensjoneringibruddgrensetilstanden
8.6 Dimensjoneringibruksgrensetilstanden
Bestemmelseneikapittel9omfatterogsåkonstruksjonerforstøtteavgrunnbeståendeavberg.
Slikekonstruksjonerkanværeforeksempelbetongpilastre,søylerogbjelkerbenyttetiforbindelse
medsikringavbergskråninger/skjæringerelleriundergrunnsanlegg.Isliketilfellerkombineres
tiltaketvanligvismedforankringsbolterellerstagforankring.Forprosjekteringogutførelseav
forankringergjelderdennormativereferansenNSEN1537:1999.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
9.2 Grensetilstander
9.3.1Påvirkninger
Eventuellprosjekteringvedberegningskalomfattebådebruddogbruksgrensetilstand.
10.5 Bruddvedkanaldannelse
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
11.4 Hensynvedprosjekteringogutførelse
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
12.4 Hensynvedprosjekteringogutførelse
12.5 Dimensjoneringibruddgrensetilstanden
12.6 Dimensjoneringibruksgrensetilstanden
12.7 Kontrollogovervåking
NasjonalttilleggNA
NasjonaltbestemtparameterevedbrukavNSEN19971iNorge
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7Geotekniskprosjektering–Veileder
VEDLEGG
VedleggB: Eksempelpåberegningavforankringogfundamentering
VedleggC: EksempelpåbrukavObservasjonsmetoden
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7Geotekniskprosjektering–Veileder
VEDLEGG
A. EKSEMPELPÅBEREGNINGAVOMRÅDESTABILITET
(SKRÅNINGSSTABILITET)
Regneeksempeletviserhvordanetpotensieltustabiltområdeienbergskråningkanberegnesetter
Eurokode7.Iskråningenfinnesdetensprekkeretningsomkangiustabilitet,seFigur1.Det
understrekesatdetteerkuneteksempelogirealitetenfinnesdetmangeandremulige
stabilitetsproblemeribergskråninger.
FigurA1Bergskråningmedpotensiellplanutgldning
Idetteeksempeletharvifølgendedimensjonerogmaterialegenskaper:
H=skråningshøyde=35m
r=bergmassensegentyngde=26kN/m3
w=egentyngdenavvann=10kN/m3
W=(rH 2/2)(1/tgp1/tgf)=16,173kN/m=tyngdenavpotensiellrasmasse
(1)
U=wH 2/4sinp(kN/m)=vanntrykk (2)
=seismiskakselerasjonsomandelavg(m/s2)
Idetteeksempeletermaksimumseismiskakselerasjoniløpetavprosjektetslevetidantattåvære:
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
VEDLEGGA–EKSEMPELPÅBEREGNINGAVOMRÅDESTABILITET
A.3 Sprekkefriksjon
Ettersomdenaktive friksjonsvinkelen ikkeerenkonstant,menen
funksjonavnormalspenningen (Vn) som illustrert iFigur2,måen
fastlegge sistnevnte ihvertenkelt tilfelle foråkunneberegne
friksjonsvinkelen.Forvårteksempelblirnormalspenningen:
Detikkelineæreforløpetkantashensyntilvedåinnføre”tilsynelatendekohesjon”(C1iøvreligning
påfiguren),alternativtkanmanbruke”aktivfriksjonsvinkel”(a1inedreligning).Iprinsippetfinnes
det firehovedalternativer forbestemmelse av sprekkefriksjon:
Laboratorietesting, Insitu testing, tilbakeberegning og empiriske
metoder. Det tre førstnevnte har klare begrensninger. Empiriske
metoder, og spesieltmetoden utviklet av Barton & Bandis (1990),
der bl.a. ruhet og eventuelt
forvitringisprekkeflateninngårsominngangsparametere,erderformestbenyttet.Skjærstyrkenkan
etterdenneberegnesetterfølgendeformel:
(5)
Vedåvarierenormalspenningen(n)kanskjærstyrke()beregnesutfraligningenover.Uttrykket
innenforhakeparenteseniligning(5)tilsvarerkaiFigur2.Denkarakteristiskeaktive
friksjonsvinkelenkakandermedberegnesforvarierendenormalspenningutfrafølgendeligning:
(6)
Pågrunnavujevnheterisprekkeflatenogdilatanserdenaktivefriksjonsvinkelenaoftehøyved
lavenormalspenninger,somFigur3illustrerer.Figurenviseraktivfriksjonsvinkelforeksempleti
Figur1basertpåformel(5)og(6).
FigurA3SkjærstyrkekurveforglideflateniFigurA1.
A.4 Beregningmedpartialfaktorer
Idetteeksempeletblir:
Stabiliserendekraft: (WcospUFsinp)tgka (7)
Drivendekraft: (Wsinp+Fcosp) (8)
der:ka=karakteristiskaktivfriksjonsvinkel(°)
Eurokode7kreveratallstabilitetsanalyseskalutføresetterpartialfaktormetoden.Detteinnebærer
brukavpartiellefaktorerforlasterogmaterialeristedetforenenkeltsikkerhetsfaktor.
Fd=Fkf
Rd=Rk/m
Konstruksjonen/designenanseessomtilfredsstillendedersomRdFd.
A.5 Hvordanfinnederiktigefaktorene
IEurokode7del1kapittel2.4.7.3erdetbeskrevetfleredimensjoneringsmetoder,ogihenholdtil
detnasjonaletilleggetlengstbakiEurokode7skaldetvedgeotekniskprosjekteringbenyttes
metode3(medunntakavprosjekteringavpeler).Detvilsiatviforvårteksempelskalfølgedetsom
ståripunkt2.4.7.3.4.4Dimensjoneringsmetode3,dvs.atdetskalpåvisesatengrensetilstandfor
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
VEDLEGGA–EKSEMPELPÅBEREGNINGAVOMRÅDESTABILITET
bruddellerforstordeformasjonikkeviloppståhvisfølgendekombinasjonavsettmed
partialfaktorererbrukt:
Kombinasjon:(”A1ellerA2”)+”M2”+”R3”
Foranalyseravskråningerogområdestabilitetskalpåvirkningerpågrunnen(f.eks.
konstruksjonslasterogtrafikklaster)behandlessomgeotekniskepåvirkningervedåbrukesettetmed
lastfaktorerbetegnetA2.
ITilleggA,TabellA.3ogA.4,somhenviservideretilTabellNA.A.3ogNA.A.4inasjonalttillegg(NA),
finnerviatfordetteeksempeletblirmaterialfaktoreneforbruddgrensetilstanden:
W,U: f=1,0
F: f=1,3(fratabellNA.A1.2(C)iNSEN1990:2002+NA:2008)
tga: m=1,25
Materialfaktorenmtasiligning(7)hensyntilvedåreduseredenaktivefriksjonsvinkelen:
tgda=tgka/1,25 (9)
LasteneF,WogUiligning(7)og(8)justeresvedåmultipliseredissemedderespektive
lastfaktorene.
Parameter Beregningsgrunnlag
Vanntrykk, (utenjord Skjelv)
FDOf(kN/m) Lign.(1og3) 5 256 0 5256 0
Vn(kN/m2) Lign.(4) 78 228 166 140
Ika(°) FigurA3 74 56 61 64
Stabiliserende krefter(kN/m)
Lign. (7& 9) 11825 14 682 12995 12490
Drivendekrefter (kN/m)
Lign. (8) 14 419 10 391 14419 10 391
Stabiliserende krefter/drivende
Referanser:
NilsenB.1999:”Alternativemetoderforstabilitetsanalyse”Fjellsprengningsteknikk/
Bergmekanikk/Geoteknikk1999,NJFF,s.33.133.15.
BartonN.&Bandis1990:”ReviewofpredictivecapabilitiesofJRCJCSmodellinengineeringpractice.
InBarton&Stephansson(eds.)”Rockjoints”,Balkema,s.603610.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE
Eurokode7Geotekniskprosjektering–Veileder
VEDLEGG
B. EKSEMPELPÅBEREGNINGAVFORANKRINGOGFUNDAMENTERING
B.1 Geometri
En40mhøyantennemastskalfundamenterespåberg.Mastefotenerkvadratiskmedsenteravstand
2800mm.Deterantattatbetongfundamentene(stabbene)underhvertbeinskalvære
ca.1000mm.Dennehøydenerbestemtavmasteleverandørenforåsikresamvirkemellom
forankringsbolteneibergog”flytende”fotbolterformastefoten.
FigurB1Geometriantennemast
Betong C45 Armering B500C Overdekning 55 mm Kontrollklasse Normal
Miljøklasse MA Densitet av betong 2400 kg/m3 Berggrunn Kvartsskifer
medsubhorisontallagdelingogtosettvertikalesprekker. Densitet av
berg 2600 kg/m3 Enaksial trykkfasthet Qu = 40 MPa, (antatt ut fra
punktlastindex, Is) Sprekkeavstand lagdeling
dl =40 til100mm
Sprekkeavstand
B.3 Lasterframastpåfundamenteneibruksgrensetilstand
Detkarakteristiskelastbildeforantennetårn(mobiltelefonantenner)eratselvegittermastahar
megetlavvektogatdetbliretstortmomentifotensommedfullvindlast.
Enekstremlastsituasjonoppstårnårdetharværtværmednedisingavmasta(fuktigværog
temperaturlittundernull,underkjøling)ogmanfårværomslagmedfullvindbelastning.
LasteneeroppgittiOKbetongsøylene:
Vertikallast, egenvekt minimum Gmin = 42 kN maksimum Gmax = 50
kN
Horisontallast, vind minimum FH, min = 40 kN
maksimum FH, max = 48 kN
Minimumlasterutenantenner;
Maximumlastermedmaksimalantenneinstallasjonplussislast..
B.3.1 Krefter i UK betongsøyle = OK berggrunn må beregnes
først:
Antarbetongsøylermedhøyde1.0m.Søyledimensjon:0.6mx0.6m.
Vektavbetongsøylene:
B.3.2 Laster OK berggrunn
Vertikallast, egenvekt minimum Gmin = 42 + 34 = 76 kN maksimum Gmax
= 50 + 34 = 84 kN
Horisontallast, vind minimum FH, min = 40 kN
maksimum FH, max = 48 kN
Moment horisontalakse, vind minimum Mmin = 1350 + 40·1.0 = 1390 kNm
maksimum Mmax = 1600 +48·1.0 = 1648 kNm
B.3.3 Vind parallelt med masteplan, Figur B-2
FigurB2Kreftermedvindparalleltmasteplan.
Medmaksimummastelast:
Vertikallast, egenvekt minimum
maksimum
Horisontallast, vind minimum FH, min = 40 / 4 = 10 kN maksimum FH,
max = 48 / 4 = 12 kN
B.3.5 Vind diagonalt på masteplan, Figur B-3
FigurB3Kreftermedvinddiagonaltmasteplan.
Medmaksimummastelast:
B.3.6 Krefter på hvert enkelt fundament, OK berggrunn:
Vertikallast, egenvekt Minimum pilar 1 og 4
Minimum pilar 2 og 3
Maksimum pilar 1 og 4
Maksimum pilar 2 og 3
Horisontallast, vind Minimum FH, min = 40 / 4 = 10 kN
Maksimum FH, max = 48 / 4 = 12 kN
B.3.7 Konklusjon for bruksgrensetilstand:
B.4 Krefteribruddgrensetilstand
LasttilfelleGEO,Ligning6.9&6.10(fraNSEN1990)
Permanentelaster
Egenvekt av antenner & is Gk2 = 8 kN
Egenvekt av betongpilarer Gk3 = 34 kN
Vindlast på antenner & is 'Qk1 = 8 kN
B.4.1 Lastfaktorer etter NS-EN 1990:2002/NA2008, Tabell NA.A1.2
(C), (sett C)
Lastfaktorer på permanent last G,sup = 1.00
G,inf = 1.00
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
VEDLEGGB–EKSEMPELPÅBEREGNINGFORANKRING
Egenvektmast, antennerogpilarer
B.4.3 Variable laster med antenner og islast:
Horisontallast FHJ = JQ1 Qk1 + 6 JQi Qki = 1.3 48+ 1.3·0 = 62
kN
B.4.4 Moment med lastfaktor for vindlast (variabel last) i
berggrunn nivå:
B.4.5 Momentlikevekt om senterlinje med vind parallelt og
vinkelrett masteplan, Figur B-2:
σ J J eller
Momentmedlastfaktorforvindlast(variabellast):
B.4.8 Krefter på hvert fundament, vertikallast
Fundament 1, lo side: J J” 6” ”6J”
Fundament 2 og 3, nøytralakse: J J” 6” ”6J”
B.4.9 Konklusjon for bruddgrensetilstand:
x Vinddiagonalterdimensjonerende x
Allefundamentenemåforankresforetoppløftpå520kN.(Detforutsettesatvindenkan
B.5 Nødvendigforankringslengdeiberg
Forankringslengdenbestemmesetterenmodellmedmotvektiberggrunneniformavenkjegle
rundtforankringsblokkene.Deterikkeregnetmedskjærmotstandlangsdesprekkenesomdanner
kjeglen,barevektenavbergmassen.
Sentralvinkelenikjeglenerantattåstammefraetsprekkemønsteriskiferenmedsubhorisontal
lagdelingogvertikaletverrsprekker.Sprekkemønsteretgirensentralvinkelikjeglenpå60q.Med
dennevinkelenvilsprekkenekunnedilatereopptil30qutenatdetindusereslateralkreftersomlåser
isprekkene.
Spissenpåkjeglenerantattmidtiheftlengdemellommørtelogbolt.Forkamstålregnesheftlengde
lik50I(DeterisamsvarmedNS3473:2003).
Deterantattatgrunnvannstandenståriterrengslikatmotvektenerbestemtavneddykketvekt.
Denstorediameterenikjegleneravhengingavavstandentilnabofundamentene.Vedvindpålangs
ogpåtversavmasteplanet,dvs.tonabofundamentfåroppløft,erkandiameterenmaksimaltvære
liksenteravstandenmellomfundamentene,d=2.8m.Medvinddiagonalt,dvs.atbareettav
fundamentenefåroppløftvilmaksimaldiameterværeliktogangersenteravstandenminushalve
fundamentbredden,d=2(2.80.3)=5.0m.
°
dererdybdenavkjeglenframidtenavforankringssonentilfundamerntnivå.
Motvektavberg: Likevektfordrer:
FigurB4
Forankringsmodellmedvindparalleltmasteplanetogkjegleopptilterreng
2.
Kjeglenederstogsylinderopptilfundamentnivå,diameterbegrensetavåpningmellom
fundamentene, ,Error!Referencesourcenotfound.:
Samletvolumavkjegleogsylinder:
Dybdeavkjegle:
ι
Motvektavberg: Likevektfordrer:
Flytespenning: fyk=500MPa
Materialfaktorstål: Js=1.25
Forankringslengde
Fundamentetpålesidefårstørstetrykkpåberggrunnen.
Dimensjonerende trykkraft:
TillattgrunntrykkpåskiferetterNSEN1997:2004,TilleggGEksempelpåmetodeforå
finnebæreevneforsålefundamenterpåberg:
Gruppebergetter tabellG.1
Gruppe2,Metamorfebergarter,inklusiveskifer
(flattliggendekløyv/foliasjon)q=
Enaksial trykkfasthet
Tillattbæreevne etterdiagram2i figurG1
R/A’=5MPa
Mobilisertfriksjon
VEDLEGG
C.1 Prosjektoggrunnforhold
En5kmlangoverføringstunnelforetvannkraftverkerplanlagt.Eksempletomfatter1,7kmavdenne
tunnelen,somplanleggesdrevetmedsprengning;førstmedmoderatbergoverdekningog
oppsprukketberg,dernestenseksjonundervann(undersjøisk)ogtilsluttmedbergtrykksproblemeri
formavsprakefjell.Deterutførtomfattendegrunnundersøkelser.Etforenkletsnittlangs
vanntunnelenervistpåFigurC1.Omfangetavutførtegrunnundersøkelsererplanlagtifølge
retningslinjeriboken”Riktigomfangavforundersøkelser”(2003).
Detopptrerkrystallinebergarteriområdet,gjennomsattavenkeltesvakhetssonersomerpåvistfra
studieravflyfotoogkontrollertvedgeologiskkartleggingiterrengoverflaten.Itilleggerdetforetatt
sprekkeobservasjonerpåbergblotningerioverflaten.Deterlitenforvitringavbergartenei
overflaten,slikatobservasjonerherstortsetterrepresentativeforbergmassenesomopptreri
tunnelnivå.Bergoverflatenerstedvistildekketmedtynnmoreneog/ellervegetasjon.
FigurC1Forenkletsnittlangsvanntunnelen.Bergklasseinndelingenerdefinertiden
geotekniskeprosjekteringsrapporten.
C.2 Vurderinger
Resultatenefragrunnundersøkelseneersammenstiltogdeteterutarbeidet(enforenklet)prognose
forbergforholdenelangstunnelen,samtforventetbergsikring.SomdetfremgåravTabellC1,vilde
varierendegrunnforholdenelangstunnelenhaulikinnvirkningpåstabilitetsforholdeneogdervedpå
vanskelighetsgrad.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
VEDLEGGC–EKSEMPELPÅBRUKAVOBSERVASJONSMETODEN
SEKSJON ANTATTEBERGFORHOLD Bergklasse/ type
stabilitet (seFig.C1)
Relativt spenningsnivå1)
10001250 Liten–moderat/kvartsitt Moderat Blokkfall
Stedvisvannsigfra enkeltsprekker A/B
12501300 Knust/omvandletsone Moderat Rasutvikling Enkeltlekkasjer C
13001600 Liten–moderat/kvartsitt Moderat Blokkfall Lekkasjer
A/B
16001850 Moderat–stor/fyllitt Moderat Blokkfall Uønskede lekkasjer
B
18851900 Knust/omvandletsone Moderat Blokkeringsras,
muligensikombinasjon medvanninnbrudd
Vanninnbrudd C/D
19002200 Liten–moderat/gneis Moderat Blokkfall Mindrelekkasjer A/B
22002700 Liten–moderat/gneis Høytmegethøyt Sprakefjellogblokkfall
Lekkasjer B/G
Geotekniskkategorifinnesvedåkombinerevanskelighetsgradogpålitelighetsklasse,somomtalti
kapittel2.1iVeilederen.
Geotekniskkategoriharbetydningforutførelseunderplanlegging,byggingogdriftavprosjektet.GK
gjenspeilerrisikoenvedprosjektetogerdervedbestemmendeforutførelse,omfangogkontrollav:
- Grunnundersøkelser1 - Ingeniørgeologiskevurderingerogberegninger
- Planleggingavdriveogsikringsforhold -
Kontrollavdengeotekniskeprosjekteringenogunderbygging/driving
Eurokode7giradgangtilåfastsettevarierendeGKforulikefaserogdeleravprosjektet.ValgavGK
gjøresutfraskjønnoggjennomendialogmellomoppdragsgiverogdengeotekniskprosjekterende.
Forvanntunnelenerpålitelighetsklasse(skadekonsekvens)avtunnelenansetttilCC/RC2(alvorlig),
ettersomeventuellutbedringavskade/rasvilværevanskeligogkostbart.
GrunnforholdeneoggeotekniskvanskelighetsgradlangstunnelenvarierersomvistiFigurC1.Dette
medførergeotekniskvanskelighetsgradforulikeseksjoneravtunnelen,somangittiDen
geotekniskekategorienviletterdettevarieremellomGK1ogGK2/3langstunnelen.
TabellC2.DengeotekniskekategorienviletterdettevarieremellomGK1ogGK2/3langstunnelen.
TabellC2Geotekniskkategori(GK)forvanntunnelenmedangittvarierende
vanskelighetsgradfortunnelstrekningen.
Pålitelighetsklasse Vanskelighetsgrad Kommentar Lav Middels
Høy
CC/RC1 GK1 GK1 GK2
CC/RC2 GK1 GK2 GK2/3 ÅGjelderdetteeksempelet
CC/RC3 GK2 GK2/3 GK3
Opptrervedpelnr. 10001250 12501300 13001600 16001885 18851900
22002750 19002200
1 En foreløpig fastsettelse av Geotekniske kategori bør normalt
gjøres før de grunnundersøkelsene utføres. GK bør kontrolleres og
om nødvendig endres etter hvert trinn i prosjekterings- og
byggeprosessen.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
VEDLEGGC–EKSEMPELPÅBRUKAVOBSERVASJONSMETODEN
PlanlagtkontrollogoppfølgingunderbyggingervistiTabellC3.Detteskalangisidengeotekniske
prosjekteringsrapporten.Dengeotekniskeprosjekteringsrapportenskalogsåangiaktuelletiltak
underdrivingogunderbrukavtunnelen.
TabellC3Planlagtkontroll,oppfølgingogmålingerforvanntunnelen,basertpå
TabellC4(Gjeldertunneldrivingfrapel1000)
Seksjon pelnr.
Planlagtetiltakunderdriving
(utovervanligstabilitetssikring1))
10001250 A/B stabilt/blokkfall
12501300 C ras
- Observasjonogkartleggingav bergforholdeneetterhversalvefør
tildekkingmedsprøytebetong
- Oppfølgingavdrivingogavutførelse avsikringsarbeider
- Oppfølgingavmåleresultater - Konvergensmålinger
- Sonderboring(begynnervedpel1300) -
Evt.forinjeksjonforbedringavstabiliteten -
Forbolterm/ytreendefestet -
Evt.redusertsalvelengdeog/elleroppdeling avsalven
- Sprøytebetonghurtigutførtetter
sprengning,ogsåomnødvendigpåstuffen
- Evt.ekstraforsterkningmedforeksempel
installasjonavbuer/ribbereller betongutstøpning(avh.avresultatav
konv.målinger3))
- Evt.sålestøp 13001600 A/B
stabilt/blokkfall Ingeniørgeologiskkartleggingfør
tildekkingavsprøytebetong
16001885 B blokkfall
18851900 C/D ras/vann innbrudd
- Observasjonogkartleggingav bergforholdeneetterhversalvefør
tildekkingmedsprøytebetong
- Oppfølgingavdrivingogavutførelse avsikringsarbeider
- Konvergensmålinger - Oppfølgingavmåleresultater3)
- Registreringavlekkasjerpåstuff - Registreringavlekkasjeri
sonderborehull
- Utarbeideogoppdatereprognoserfor videredriving
- Sonderboring/kjerneboring(begynnerved pel1650)
- Forinjeksjonm/kontrollhull - Drenering -
Redusertsalvelengdeog/elleroppdelingav salven
- Sprøytebetonghurtigettersprengning,også
omnødvendigpåstuffen
- Ekstraforsterkningmedforeksempel installasjonavbuer/ribbereller
betongutstøpning
- Forbolterm/ytreendefesteti sprøytebetongbue
- Sålestøp 19002200 A/B
stabilt/blokkfall Ingeniørgeologiskkartleggingfør
tildekkingavsprøytebetong
Sjekkavbergforholdogutførtsikringfør prosjektettasibruk
22002750 B/G blokkfall/sprake
Ingeniørgeologiskkartleggingfør tildekkingavsprøytebetong,evt.etter
hversalve
Sprøytebetongetterhversalve,evt.ogsåpå stuffen
C.2.2 Planlagt oppfølging og kontroll under bygging
Oppfølging,observasjon,målingerogkontrollunderbyggingerrelaterttilgeotekniskkategorisom
erangittiDengeotekniskekategorienviletterdettevarieremellomGK1ogGK2/3langstunnelen.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
VEDLEGGC–EKSEMPELPÅBRUKAVOBSERVASJONSMETODEN
x
Registrering/kartleggingavbergmasseneforåsjekkeatdeantattestabilitetsforholdene
stemmerogforvurderingavsikring(somtilpassesdestedligestabilitetsforholdene).Deter
ogsåviktigåpåviseforekomsteventuelle(uventede)svakhetssoner.
x
Installasjonavinstrumenterogmålepunkterformålingavforskyvninger,bergspenningeretc.
somerplanlagtitunnelen(stedeneangisnærmere).
x Atresultatenesometterhvertinnsamles,sammenstilles. x
Undertunneldriften;utarbeideoppdaterteprognoserfordenvideretunneldrift.
x Hvordanresultateneavobservasjonerogmålingerskalpresenteres.
Itilleggangisplanerforkontrollidengeotekniskeprosjekteringsrapporten,derdetskalfremgåhvor,
hvordanognårmåleinstrumenterogmålinger(overvåking)skalforetas.Sekapittel4i
Eurokoden/Veilederen.TabellC4erieksempletbenyttetsomgrunnlagunderprosjekteringenfor
vurderingavstabilitetogsikringmedtilpassingtildelokaleforholdene.
TabellC4Generellklassifiseringavstabilitetsforholdogaktuelletiltakunderbygging.
TYPESTABILITET/ BERGKLASSE
TILTAK
Oppfølging/målinger/kontroll (utoverkontrollavgrunnforholdog
sikringførprosjektettasibruk)
Aktuelletiltakunderdriving (utovervanligstabilitetssikring1))
Aktuelletiltak utover observasjoner/vanlig
bergkvalitetforekommer
Nedfallavmange blokker/ras
C/D Observasjonogkartleggingav bergforholdeneetterhversalve
førtildekkingmed sprøytebetong
Oppfølgingavdrivingogav utførelseavsikringsarbeider
Oppfølgingavmåleresultater (konvergensmålingeretc.)
Sonderboring/kjerneboring Forbolterm/ytreendefestet
Forinjeksjonforbedringav stabiliteten
Redusertsalvelengdeog/eller oppdelingavsalven
Sprøytebetonghurtigetter sprengning,ogsåomnødvendig påstuffen
Ekstraforsterkningmed,for eksempel,installasjonav
buer/ribberellerutstøpning
Konvergens målinger
Storeinnlekkasjer/ vanninnbrudd
k/K Registreringavlekkasjerpåstuff Registreringavlekkasjeri
sonderhull
Sonderboring Forinjeksjonm/kontrollhull Drenering
Tiltakavhengerav brukavtunnelen/ bergrommet
Svelleberg (svelleleirepå slepperog/elleri omdannetberg)
E Kartleggingogregistreringerfør tildekkingmedsprøytebetong
Deformasjons/konvergens målinger
Konvergens målinger
Deformasjoner/ skvising
f/F Kartleggingførtildekking Oppfølgingavdrivingog
sikringsarbeider
Deformasjons/konvergens målinger
Utvidelseavtunneltverrsnitt Evt.ekstraforsterkning
Konvergens målinger
Sprøytebetongetterhversalve, evt.ogsåpåstuffen
Spenningsmålinger
Spenningsmålinger
Oppsmuldring ("slaking")
Registreringav bergartsegenskaper
Labtester
1)Detteerstabilitetssikringiformavrensk,sprøytebetongogboltersomertilpassetdestedligebergforholdene.
2)Foralleklassenegjelderutarbeidelseavprognosefordenvideredriften.DetteersærligaktueltiklasseneC–FogKder
prognoserfornestesalver/forneste10–25mtunnelbørutarbeidesogkontinuerligoppdateres.
NORSKBERGMEKANIKKGRUPPE Eurokode7GeotekniskprosjekteringVeileder
VEDLEGGC–EKSEMPELPÅBRUKAVOBSERVASJONSMETODEN