Forbelastning af vejdæmninger på blød bund

Etablering af forbelastning er i mange situationer en sikker og økonomisk attraktiv løsning på blødbundsproblemet.  

Forbelastning af vejdæmninger - BG Byggros


I forbindelse med anlægsprojekter, støder man ofte ind i større forekomster af relativt tykke og stærkt sætningsgivende blødbundsforekomster. Det er aflejringer, der typisk består af gytje, dynd, tørv eller lignende. Ofte er arealerne placeret i lavtliggende områder eller i havnebassiner, hvor vandindholdet i aflejringerne er relativt højt. Ved at etablere en forbelastning på sådanne arealer, kan der i mange situationer opnås en sikker og økonomisk attraktiv løsning på blødbundsproblemet.  

I Danmark har der siden begyndelsen af 90’erne været stærk fokus på disse løsninger, der er anvendt i flere projekter. En væsentlig årsag hertil ligger i de miljømæssige perspektiver, som ofte resulterer i, at et projekt kan gennemføres med brug af langt færre råstoffer (sandmaterialer).

Princip i forbelastning

Ved forbelastning fremskyndes de sætninger, der vil komme som følge af belastningen fra den færdige vejdæmning. Sætningerne fremskyndes ved, at vejdæmningen i en periode (forbelastningsperioden), inden den endelige vejbefæstelse etableres, udføres med en passende overhøjde.

Generelle overvejelser inden valg af løsning

Geotekniske forhold

En af de første overvejelser går naturligvis på underbundens sammensætning og blødbundsaflejringernes placering i forhold til planum. Ligeledes er det af stor betydning at kende til aflejringernes tykkelser, udbredelser samt geotekniske parametre. I denne fase er det vigtigt at bestemme det nuværende og fremtidige vandspejl samt blødbundsforekomstens konsolideringsmodul, der er afgørende for konsolideringstiden.

Tidsrammen for ibrugtagning

En anden vigtig faktor er at opstille tidsrammen for arealets ibrugtagning. Perioden kan variere fra nogle få måneder til mange år. Tidshorisonten er ofte afgørende for, hvilken løsning der vælges. Sætninger fra traditionel konsolidering af forbelastning vil tage op til 30 år. Denne periode kan reduceres til 1-2 år ved at vælge at etablere vertikal dræn gennem forbelastningsdæmningen.

Råstoffer

For at kunne vælge den mest optimale løsning, bør der i høj grad tages hensyn til de råstoffer, som er tilgængelige i området. Ofte betyder en traditionel blødbundsudskiftning, at der skal udvindes enorme mængder af sand- eller grusmaterialer. Samtidig kan det være ganske miljøbelastende at skulle placere tilsvarende mængder opgravet - og principielt ubrugelig - blødbund i landskabet. Aflejringerne indeholder ofte betydelige mængder af okker, pyrolit m.v. og er derfor ikke altid lige kærkomne ved en traditionel oplægning i landskabet.

Anvendelse af vertikaldræn

På baggrund af ovennævnte forhold er det muligt at vurdere, om vertikaldræn kan anvendes. Med kendskab til de aktuelle jordbundsforhold, herunder blødbundsformationens tykkelse, placering og konsolideringsmodul, kan man udfra den forventede overbygning overslagsmæssigt vurdere konsolideringstiden og sætningens størrelse.

Med udgangspunkt i den beregnede konsolideringstid, kan man vurdere om tidshorisonten for projektets ibrugtagning ligger inden for den aktuelle konsolideringstid. I modsat fald bør man overveje at bruge vertikaldræn.

Stor effekt af vertikaldræn

Vertikaldræn er, afhængig af deres indbyrdes afstand, i stand til at nedsætte porevandets afstand til bortdræning. Selv efter ganske betydelige sætninger, gør vertikaldrænets fleksible struktur det muligt at lede porevand til drænende lag i forskellige niveauer.

Effekt af vertikaldræn





Konsolideringshastigheden kan justeres ved at ændre intensiteten af vertikaldrænene. Effekten af drænenes tilstedeværelse hænger nøje sammen med blødbundsforekomstens konsolideringsmodul, således at jo lavere permeabilitet blødbundsforekomsten udviser og desto større tykkelse på aflejringen, desto større effekt vil drænet have. Tiden for at opnå 90% konsolidering vil oftest kunne reduceres fra år til måneder ved brug af vertikaldræn.

Håndtering af stabilitetsmæssige problemstillinger

Dette område kræver flere overvejelser, idet der kan være tale om relativt tykke aflejringer af ikke konsolideret blødbund, f.eks. gytje, dynd eller lignende. Aflejringerne ligger ofte nær på råjordsplanum med et højtliggende grundvandsspejl. Aflejringernes forskydningsstyrker er ofte ganske beskedne, og derfor kan de indledende stabilitetsanalyser være problematiske.

Håndtering af stabilitetsmæssige problemstillinger





Mange af de senere års forbelastninger har derfor medregnet bidrag fra vandrette indlæg af geonet eller vævede geotextiler med høj trækstyrke. Armeringen placeres centralt i opbygningen i forbindelse med beregning af totalstabiliteten. Herved kan man opnå en tilfredsstillende sikkerhed mod brud i konstruktionen.

Behov for overvågning

Løbende overvågning af porevandtryk og sætninger kan være nødvendig for at få det rette overblik over stabilitets- og sætningsforløbet. I forbindelse med opfyldning anvendes ofte piezometre til bestemmelse af det aktuelle porevandtryk. Ved nøje at overvåge dette tryk, kan man løbende få vigtige informationer vedr. forbelastningens totale stabilitet. Forhøjede porevandtryk i de meget svage blødbundsaflejringer kan forårsage stabilitetsbrud. For at få overblik over sætningsforløbet, kan måleslanger eller sætningsplader placeres under dæmningen.

Forbelastning – et sikkert valg

I forbindelse med etablering af forbelastninger har vertikaldræn igennem en årrække vist sin styrke og effektivitet. I Danmark har vi gode erfaringer med denne relative simple løsningsmodel, der i flere tilfælde har bevist, at konsolideringstiden kan reduceres ganske betydeligt. Samtidig kan man på en enkel måde sikre og kontrollere konstruktionens totale stabilitet, dels ved en armering af konstruktionen og dels ved en overvågning af det aktuelle porevandtryk. Med en fornuftig forundersøgelse og en langsigtet planlægning er forbelastning en god og miljøvenlig løsning på en problemfyldt underbund.

Individuelle løsninger

Efter ønske udarbejder vi gerne - i tæt samarbejde med dig - individuelle løsningsforslag.


Har du nogle spørgsmål om jordarmering, er du velkommen til at kontakte vores tekniske konsulenter, der selvfølgelig er behjælpelige med at give dig den information du ønsker. Kontakt os på 5948 9000 eller info@byggros.com.





Har du brug for rådgivning?
Giv os et kald eller skriv til Byggros på
Byggros - Karsten
Tilbage