Opdriftssikring i ledningsgrave

Geonet til ballastering af PE-ledninger



Anvendelsen af geonet til ballastering af PE-ledninger og tanke har vist sig som en økonomisk attraktiv løsning, der er let at håndtere i praksis. De beregningstekniske principper er relativt simple, og vil i mange situationer kunne løse kendte opdriftsproblemer. Opdrift bliver kritisk når højt grundvandsspejl, begrænset ballast på oversiden i kombination med tomme ledninger eller tanke opstår.    

Det er særligt PE-ledninger og PE-tanke, som er udsatte på grund af deres lave egenvægt. Det er derfor vigtigt, at sikre mod opdrift under installation og den efterfølgende drift.

Geonet som effektiv opdriftssikring

Geonet er meget effektivt som opdriftssikring af de tomme ledninger. Plastledningerne placeres midt i ledningsgraven, hvor udgravningen fyldes med et egnet fyldningsmateriale til op midt på ledningen. Herefter udlægges geonettet henover ledningen i tværgående retning, og forankres på hver side og som udgangspunkt minimum 1 meter fra graven. Herefter fortsættes opfyldningen af ledningsgraven med efterfølgende komprimering.

Geonettet kan med fordel indbygges i friktionsfyld, som sikrer optimal kraftoverførsel fra fyldmaterialet til geonettet, og som dermed minimerer forankringslængden og dermed bredden af den samlede opgravning.

Beregningsmetode til opdriftssikring

Herunder finder du beregningsmetoden til opdriftssikring af en tom plastledning som skal placeres under grundvandsspejl og ballast af tilfyldning, både den traditionelle beregning af ballast og ved anvendelse af geonet til opdriftsikring.

BG Byggros er gerne behjælpelig med beregningsmetoden og til valg af hvilket geonet, der egner sig til opgaven. Kontakt os på tlf. 59489000
​​​​​​​









Formler og beregningsmetoder

Nedenstående beregningsformler foregår pr. meter ledning.

Jf. figur 1. og 2. og symbolforklaringen (den findes i bunden af denne side) samt regler i DS 415, DS 409 og DS 410.









Traditionel beregning af opdrift

Opdrift fra luftfyldt rør/tank, kN/m:

O =  d²rør x (µ/4) x Ƴvand x Ƴf

Ballast fra egenvægt af rør samt overliggende fyld, kN/m:

B = ((h1 + h2) x drør x Ƴeffektiv) – (d²rør x µ/4 x Ƴeffektiv)/2 + Erør

Sikkerhed mod opdrift beregnes som: S1 = B/O som skal være min. 1,0.










Traditionel beregning af opdrift [Fig.1.]


Figur 1. Traditionel beregning af opdrift












Fastlæggelse af nødvendig trækstyrke Fd i geonet

Såfremt sikkerheden mod opdrift S1 ikke opfylder kravet fra den traditionelle opdriftsberegning, kan ballastbidraget øges svarende til geonettets regningsmæssig trækstyrke Fd.

Bidraget fra geonet forudsætter tilstrækkelig forankring af geonet på begge sider af røre, jf. figur 2

For den regningsmæssige styrke af geonettet skal følgende gælde, kN/m:

Fopdrift = (O - B) (beregnes som ovenfor)

Fd > Fopdrift

hvor
Fd = Fkarak / (Ƴkrybmek x Ƴkem x Ƴglobal)










Fastlæggelse af nødvendig trækstyrke Fd i geonet - byggros


Figur 2. Fastlæggelse af nødvendig trækstyrke Fd i geonet












Fastlæggelse af geonettets forankringslængde:

For forankringen af geonettet i sand gælder at
S2 = Fforank/Fopdrift  skal være minimum 1,5. Derfor skal Fforank være minimum 1,5 x Fopdrift

Fforank = ha x Ƴeffektiv x µ x tan (ɸd) x Lgeonet

Hvorfor geonettets forankringslængde ud fra rørvæggen skal være:

Lgeonet = Fforank/(ha x Ƴeffektiv x µ x tan (ɸd))

Bemærk forankringslængden Lgeonet bør ikke være mindre end 1,0 m.

Endvidere beregnes sikkerhed S3 - den samlede opdriftsikring

S3 = Ba/O skal være min. 1,3
Den samlede forankringsbredde La = 2 x Lgeonet + drør
Den samlede ballast Ba, kN/m beregnes her som:
Ba = ((h1+h2) x La x Ƴeffektiv) - (d2rør x (µ/4) x Ƴeffektiv + Erør

Det er vigtig at bemærke, at der i mindre omfang vil kunne opstå løftning af rørledning som følge af en aktivering af geonettets deformations og styrkeparametre.

For sikre en rimelig kraftoverførsel i overgangen fra rør til fyldning skal geonet i randzonen midt på røret placeres med en radius r > drør/4. Jf. figur 3.




Fastlæggelse af nødvendig trækstyrke Fd i geonet


​​​​​​​Figur 3. Placering af geonettet i randzonen












Udførsel:

Ledning eller tank placeres i udgravning og der tilfyldes med egnet fyld til midt på rør/tank.

Geonet udrulles over rørledning (normalt i tværliggende baner, men afhængig af rullebredde og styrkeretning) og det tilsikres at forankringslængden på begge sider af røret udgør min. 1,0 m eller som beregnet jf. førnævnte.

Tilfyldning sker jf. rørleverandørens anvisninger

Endvidere bør følgende forhold vurderes forud for indbygning:

Bemærk: Geonet kan med fordel indbygges i friktionsfyld som under normale omstændigheder resulterer i mindre forankringslængder pga. bedre interaktion mellem fyld og geonet.

Omslag af geonet kan i visse situationer udnyttes med fordel således at forankringsbredden i udgravning reduceres [Se figur 4] Den lodrette afstand mellem geonet ved tilbageslag bør min. udgøre 0,2 m

Såfremt der i forbindelse med forankring gøres brug af omslag, skal det kontrolleres at den resulterende ballast modsvarer den beregnede opdrift. Sidstnævnte vil også være gældende ved ballastering af flere tæt liggende rørledninger.

Omslag af geonet så udgravning reduceres - Byggros

Figur 4










Symbolforklaring

O= opdrift
r= indv. rørdiameter
drør= udv. rørdiameter
µ= interaktionskoefficient mellem geonet og fyld (0,5-1,0)
Ƴvand = rumvægt vand
Ƴeffektiv = effektiv rumvægt fyld ifh. GVS
Ƴf = partialkoefficient opdrift jf. DS 415
Ƴɸ= partialkoefficient friktionsvinkel fyld jf. DS 415
ɸk= Karakteristisk friktionsvinkel
ɸd= regelmæssig friktionsvinkel ɸd = arc tan (tan(ɸk)/Ƴɸ)
GVS= grundvandsspejl
h1= frihøjde over rør i centerlinien
h2= drør /2
ha= tykkelse af fyldmateriale på geonettes overside
B= ballast over uarmeret rør
Ba= Ballast over rør armeret med geonet
Erør= egenvægt rørledning
S1= sikkerhed mod opdrift, min. 1,0
S2= sikkerhed vedr. forankring af geonet, min. 1,5
S3= sikkerhed mod opdrift ved armering med geonet, min. 1,3
Fforank= Forankringskraft geonet
Fopdrift= beregnet opdrift som overføres til geonet
F karak= korttidsstyrke geonet
Fd= regningsmæssig trækstyrke geonet
Lgeonet= forankringslængde geonet
La= bredden på armeret plast
Ƴkryb= krybningsfaktor relateret til konstruktionens levetid
Ƴmek= mekanisk beskadigelse under indbygning af geonet
Ƴkem= kemisk påvirkning
Ƴglobal= sikkerhedsfaktor relateret til produktion og ekstrapolation af data


​​​​​






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.







Kontakt vores tekniske konsulenter

De står klar til at hjælpe dig med at finde den optimale løsning til dit projekt.

Kontakt os på 5948 9000
eller
info@byggros.com