Like and follow us on Facebook

5. Tekniske vurderinger av myr eller torv

5.1. Innledende vurderinger

Valg av metode for bygging eller utbedring av en veg på myr vil vanligvis bygge på miljømessige og økonomiske vurderinger, samt på hvilke funksjonskrav som stilles til den nye vegen.

De fleste offentlige veger, også veger med relativ høyt fartsnivå, kan tåle ganske store setninger hvis de strekker seg over en viss lengde og er forholdsvis jevne, særlig hvis det ikke går ut over kjørekomforten. Derimot kan lokale differensialsetninger på tvers av vegen innebære betydelig fare for kjøretøyer i høy fart. Prosjekteringen bør derfor ta sikte på å unngå slike der det er mulig.

Derfor planlegges og bygges viktige veger i det nasjonale vegnettet som regel i samsvar med sikre, velprøvde og konservative byggemetoder som gir den funksjonsstandard som forventes av en veg med høyt fartsnivå. Slike strenge krav behøver en vanligvis ikke stille til veger med lite trafikk, deriblant de lavtrafikkvegene i spredtbygde områder som ROADEX handler om. Der kan en ofte bruke billigere og mindre utprøvde metoder og løsninger, særlig der fartsnivået ventes å bli lavt.

Men uansett vegklassifisering må vegen prosjekteres for å tilfredsstille de to tekniske hovedkriteriene om stabilitet og tillatte setninger, dvs. det som ellers omtales som ”bæreevne”.

5.2. Stabilitet

Alle veger må prosjekteres slik at de er stabile og bygges slik at de har en tilstrekkelig sikkerhetsfaktor mot brudd i fundament og skråninger. I en typisk vegfylling på myr kan det oppstå flere typer brudd, som nevnt nedenfor:

a) Brudd i underliggende torvlag langs en glideflate, vanligvis i form av en sirkelbue.


b) Skjærkrefter presses inn i underliggende torv.


c) Strekkbrudd utenfor belastningsområdet.


d) Ved utglidning av torv langs en glatt overflate under eller i torvlaget.


Stabiliteten av en torvskråning i felten kan anslås ved bruk av ”uendelig skråning”-analysemodellen (Skempton og DeLory,1957). Den forutsetter at torvmassen vil gli som et kompakt legeme (translasjonsbrudd).


I tillegg må en også være oppmerksom på at brudd kan oppstå i jordarter under myra, særlig der disse er svakere og har lavere sikkerhetsfaktor enn torvmassen over.

Det bør alltid utføres tilstrekkelige geotekniske vurderinger før anleggsarbeidet settes i gang, slik at de nevnte bruddforutsetningene kan unngås. Ulike patentbeskyttede metoder for stabilitetsanalyser finnes i det geotekniske markedet, som f.eks. PLAXIS, OASYS, FLAC, SAGE, SLOPE, SLOPEW osv. Det bør overlates til en ingeniør med erfaring i faget å velge den best egnete analysemetoden (regneark, generell analyse, endelig element-analyse, todimensjonal, tredimensjonal osv). I en slik analyse inngår også en undersøkelse av korttidsstabiliteten av fyllingen i anleggsperioden, deriblant hvordan ulike faser av fyllingsarbeidet påvirker stabiliteten. En må også vurdere hva den valgte byggemetoden betyr for langtidsstabiliteten.



Stabilitet er et sjelden et prosjekteringsproblem på torvmyrer med høyt fiberinnhold, da torvfibrene  virker som en ”armering”. Men det kan bety mye for prosjektering og vurdering av hvordan fyllinger på f.eks. aapamyrer virker. Disse har ofte høyere grad av fortorving og lavere permeabilitet.

5.3. Setninger

Setninger i en fylling på myr er en langtidsvirkning som aldri tar slutt. To viktige forhold må vurderes: setningenes størrelse og hvor raskt de inntrer. Hvor raskt de inntrer, og hvor lang tid de tar, anses vanligvis for å være den viktigste parameteren for et vegprosjekt hvis en vil redusere senere vedlikeholdsbehov mest mulig. Når en veg med setningsskader senere skal utbedres må ofte vegen stenges, med de ekstrakostnader og forsinkelser det påfører brukerne. Derfor er det alltid best å velge en god prosjekteringsmetode som gir en riktig løsning allerede i anleggsfasen.

I torv oppstår umiddelbare ”elastiske” setninger så snart den belastes. Deretter inntrer ”konsolideringssetninger”. Det er mulig å anslå den elastiske deformasjonen, men de fleste fagfolk i Den nordlige periferi ser vanligvis bort fra denne faktoren. De konsentrerer i stedet oppmerksomheten om å beregne omfanget av ”konsolideringssetningene”, da de betyr mye mer for hvordan vegen kommer til å fungere.

5.3.1. Metoder for forhåndsberegning av setninger

Det finnes flere metoder for beregning av setninger i torv. To av disse som særlig egner seg for lavtrafikkveger omtales i denne leksjonen:

a) Det svenske Transportverkets metode for beregning av ”primærkonsolidering”

b) Janbus ikke-lineære metode som brukes av det islandske vegvesenet

Men uansett hvilken metode som brukes må en følge nøye med i hva som skjer på stedet under anleggsarbeidet, for å vite om setningsforløpet i virkeligheten skjer som forutsatt.

5.3.2. Det svenske Transportverkets metode (STA-metoden)

Det svenske Transportverkets metode bygger på erfaringer fra en rekke vegbyggingsprosjekter på myr i Sverige. Den handler om beregning av setninger i primærkonsolideringsfasen. Hvis det også er behov for beregning av sekundærkomprimering abefales at dette gjøres ved bruk av patentbeskyttede dataprogrammer.

STA-metoden inneholder en rekke setningsdiagrammer som er laget på grunnlag av prøveresultater fra 30 svenske myrområder i tidsrommet 1979-1998. De brukes for å gi en indikasjon på primærsetninger i torv når en ikke har tilgang til uforstyrrete prøver tatt fra torv i felten. Diagrammene setter sammen fire hovedparametre som påvirker setninger i torv: tykkelsen av torvlaget, vanninnholdet i torva, påført last og medgått tid. Diagrammene bygger på erfaringer fra prøver fra fibrete torvarter og middels omdannet torv. De legger til grunn at torva har vært gjennom en normal konsolidering. Hvis torvmassen har vært belastet tidligere kan det brukes en korreksjonsfaktor. Hvis diagrammene ikke kan brukes bør en innhente nødvendige data fra trykkprøver.

Metoden bygger på den enkle sammenhengen mellom vanninnhold og deformasjon i torv som er vist i ”deformasjon – vanninnhold”-grafen nedenfor.


Følgende eksempel viser setningsforløpet ved en 2,5 m høy fylling på en 4,5 m dyp myr. Myra anses å bestå av fire torvlag på 1,0 m, 1,0 m, 1,0 m and 1,4 m, med vanninnhold i hvert lag på henholdsvis 1200 %, 1200 %, 1300 % og 1000%.


Den første fasen i STA-metoden består i å framstille en sammenheng mellom last og setninger for den aktuelle lagdelingen i myra. Det gjøres ved en rekke beregninger som simulerer et typisk belastningsforløp for en fylling, som vist i grafen og tabellen nedenfor.



Ved å bruke “?”-verdiene for setninger i tabellen kan en framstille en kurve som viser sammenhengen mellom last og setninger for lagdelingen i den aktuelle myra.


Dette diagrammet tar likevel ikke hensyn til virkningen av oppdrift som finner sted når fyllingen setter seg under grunnvannsspeilet. (Grunnvannsspeilet anses å være i torvlagets overflate i dette eksemplet.)


I dette eksemplet er brukt følgende densiteter:

? = 19 kN/m³ (Tyngdetetthet av umettet friksjonsmateriale brukt i fyllingen)

?M = ?SAT = 21 kN/m³ (Tyngdetetthet av mettet friksjonsmateriale brukt i fyllingen)

?W = 10 kN/m³ (Tyngdetetthet av vann)

? = 11 kN/m³ (Neddykket tyngdetetthet av mettet friksjonsmateriale under grunnvannsspeilet)

Et anslag av oppdriftens virkning kan gjøres slik:


I dette eksemplet betyr det at antatte setninger ved 50 kPa blir redusert fra 2,37 m til 2,06 m.

I tilfellet der det planlegges en 2,5 m tykk fylling vil den bli lagt ut i to trinn: det første laget med en tykkelse på 1,2 m (?q = 22.8 kPa), og det andre laget med en tykkelse på 1,3 m (1,2 m + 1,3 m = 2,5 m, ?q = 47,5 kPa). Kurven som viser last og setninger for disse lasttilfellene er vist her.


Disse to belastningstrinnene fra fyllingen kan vises i modell i ”Diagram 2” nedenfor.

Det andre laget legges ut på det første laget når torvlaget under er blitt tilstrekkelig konsolidert til å bære tilleggsbelastningen (antas tilstrekkelig når 70 % av primærkonsolideringen på grunn av det første laget er oppnådd.)

Disse trinnene blir deretter sammenstilt i en tabell der beregnete setninger fra ”last – setninger”-kurven vises sammen med forventet tidsforløp fra Diagram 2 (se nedenfor).

Lag

Last ?q

(kPa)

Konsolidering (%)

Tid, fra ”Diagram 2”

(Dager)

Beregnete endelige setninger

fra kurven (m)

Setninger etter medgått tid (m)

Trinn 1

Trinn 2

22.8

47.5

70

70

80

85

90

95

99

19

28

44

55

71

99

163

1.22

2.01

0.85

1.41

1.61

1.71

1.81

1.91

1,99

Tabellen gir bare en indikasjon på setninger i et torvlag. Hvis torvlaget er ett av flere kompressible lag må en også gjøre anslag over setninger i de andre lagene for å komme fram til en verdi for totale setninger i fyllingen.

5.3.3. Det islandske vegvesenets metode (ICERA-metoden)

I Island blir setningsberegninger for nye veger på myr utført etter Janbu-metoden, som omtalt nedenfor:

1. Setninger beregnet som for et elastisk materiale i prekonsolideringsfasen.

2. Setninger i uberørt terreng.

Det islandske vegvesenet (ICERA) bruker denne informasjonen til:

a) på kort sikt å kontrollere framdriften av utlegging av fyllingen for å sikre at for høye poretrykk får tid til å avvikles og at underliggende torvlag oppnår tilstrekkelig fasthet før nye lag legges ut på fyllingen.

b) å beregne utviklingen av langtidssetninger etter anleggsperioden for hele vegens levetid.

ICERAs vegbyggingsmetode

Dype sidegrøfter graves på begge sider av den nye veglinjen, 50 m fra midtlinjen. Det gjøres i god tid før det øvrige vegarbeidet for å etablere et stabilt grunnvannsnivå både under vegbyggingen og for senere vedlikehold av vegen.


Vegfyllinger legges vanligvis ut ved  ‘trinnvis bygging ‘ for å sikre stabiliteten mens utfyllingen finner sted. I praksis betyr det at maksimalt 1 m fylling legges legges ut på toppen myra i første trinn. Den får deretter ligge i ro til minst 50 % av beregnete setninger er oppnådd før nye lag legges ut. Dette setningsnivået oppnås vanligvis i løpet av 5 dager etter at laget er lagt ut. Det betyr som oftest en ventetid for entreprenøren.

Oppståtte setninger blir kontrollert i felten i fastsatte målepunkter (100-200 m mellomrom) langs vegens midtlinje ved bruk av et ”hydrostatisk vaterpass”.


For dette formålet monteres et plastrør med 50 mm diameter på toppen av myra på tvers av veglinjen. Det gjøres før fyllingsarbeidet tar til.



Etter hvert som fyllingslagene legges ut på myra bøyes røret ned når fyllingen setter seg. Når en ønsker det kan så en trykktransduktor trekkes gjennom røret for å måle rørets deformasjon under fyllingen. Måleresultatene presenteres som et tverrprofil gjennom fyllingen og kan brukes til kontroll av underbygningsarbeider.


Det første fyllingslaget er beregnet å påføre myras overflate mindre enn 20 kPa. De påfølgende lagene er beregnet å gi tillegg på mindre enn 30 kPa. For hvert lag tillates at 50 % av forventede setninger inntreffer før nye lag kan legges ut. Når disse retningslinjene følges er det som regel ikke nødvendig med ytterligere tiltak for å påskynde konsolideringen. Motfyllinger brukes av og til for å bedre totalstabiliteten.

Setninger som opptrer blir kontrollert i hvert måletverrsnitt med faste mellomrom i løpet av anleggsperioden, og resultatene blir sammenlignet med de setninger som er beregnet. Hvis det er behov blir målte setninger ”tilbakeberegnet” og oppdatert for å gi bedre modeller for framtidige setninger. Disse kontrollene gir også mulighet for å finregne behov for tilleggsbelastninger for å sikre at de tilsiktede setninger finner sted i løpet av den tid som er til rådighet.


En siste kontroll utføres når arbeidet med underbygningen er ferdig, før utlegging av lag i overbygningen. På dette tidspunktet gis fyllingen oftest en ”overhøyde” av materialer for å kompensere for mulige senere setninger i løpet av vegens levetid (vanligvis 20 år). Denne sluttkontrollen gjøres på toppen av den ferdige fyllingen, slik at eventuell oppretting kan skje med fyllingsmasser i stedet for dyrere knuste overbygningsmaterialer.


SHARE:

Choose another lesson Back to Roadex Network