Omgivningspåverkan vid installation av kalk- cementpelare. Observationer avrörelser och portryck vid installation av pelare vid Holma Mosse, Östergötlands län

Omgivningspåverkanvid installation av kalk-

cementpelare /

Observationer av rörelser och portryck vid installation av pelare vid Holma Mosse, Ostergötlands län ..

PETER CARLSTEN NATASCHA MARXMElER

Statens geotekniska institut Swedish Geotechnical Institute

Swedish Geotechnical Institute Statens geotekniska institut SE-581 93 Linköping, Sweden

Tel: 013-2018 00/Int: +46132018 00 Fax: 013-201914/Int: +4613201914

E-post/E-mail: sgi@geotek.se Internet: http://www.sgi.geotek.se

ISSN 1100-6692

SAMMANFATTNING 3 1 INLEDNING, PROBLEMSTÄLLNING, SYFTE OCH OMFATTNING 4

2 FÖRUTSÄTTNINGAR 4

2.1 Geotekniska förhållanden 4

2.2 Utförda förstärkningar 6

3 INSTRUMENTERING OCH MÄTNING 7

3.1 Placering av instrument runt den höga banken och nollmätning 8 före pelarinstallationen

3.2 Mätning under pelarinstallationen 7

3.3 Mätningar efter pelarinstallationen 9

4 UPPFÖLJNING OCH MÄTRESULTAT 9

4.1 Markrörelser och pelarinstallation 9

4.1.1 Pegelrader 10-14 och 10C-14A 9

4.1.2 Pegelrader 6-10 och 6C-1 0A 10

4.1.3 Pegelrader 1-6 och 1 A-6A 10

4.1.4 Pegelrader Wl-3 och 01-5 10

4.2 Vertikala och horisontella markrörelser 10

4.2.1 Pegelrader 10-14 och 1 0C- l 4A 10

4.2.2 Pegelrader 6-10 och 6C- l 0A 11

4.2.3 Pegelrader 1-6 och 1A-6A 11

4.2.4 Pegelrader Wl-3 och 01-5 11

4.3 Portrycksutveckling och pelarinstallation 11

4.4 Inklinometer 11

4.5 Temperatur 12

4.6 Bälgslang 13

5 SLUTSATSER 13

Bilagor

Bilaga A:1-24 Installationsföljd av pelare, instrumentering

Bilaga B:1-2 Pelarinstallation 1999-07-07 och portrycksutveckling Bilaga C:1-14 Portrycksmätningar

Bilaga D:1-39 Horisontal- och vertikalrörelser hos markpeglar Bilaga E: 1-7 Vertikalrörelser hos markpeglar i samma rad/kolumn Bilaga F: 1-2 Temperatur

Bilaga G: 1-2 Bälgslang Bilaga H:1-3 Inklinometer

Bilaga I: 1-2 Effektivspänning mot djup

SGI 2000-01-13 1-9907-404 3 (13)

Omgivningspåverkan vid installation av kalkcementpelare

Observationer av rörelser och portryck vid installation av pelare vid Holma mosse, Östergötlands län

SAMMANFATTNING

I föreliggande rapport ges en sammanfattning över mätningar av rörelser, portryck och

temperatur i den intilliggande naturliga jorden i samband med installationen av kalkcementpelare under sommaren 1999.

Pelarinstallationen har utförts för en provbank som SGI uppför i Holma mosse, Östergötlands län, inom ramen för EuroSoilStab. Syftet med EuroSoilStab är att utveckla metoder för att stabilisera jorden under väg- och järn vägsbankar på ett billigt, säkert och miljövänligt sätt.

Installationen skedde inledningsvis på det sättet att s k långa pelare sattes i skivor med

c/c 2,0 m och förbands i tvärled med en tvärskiva bestående avs k korta pelare. Inblandningen utfördes med ett bindemedel bestående av 20 viktsprocent kalk och 80 viktsprocent cement. I senare skeden sattes singulära pelare under provbankens centrala delar.

För att direkt kunna mäta de inträffade markrörelserna installerades 40 stycken markpeglar runt banken. Med hjälp av dessa kunde man mäta både horisontella och vertikala rörelser. Förutom peglarna sattes 8 stycken portrycksmätare, 5 temperaturgivare, en bälgslang och 3 manuella inklinometerrör på olika avstånd från banken.

Resultaten av mätningarna visade att marken hävde sig drygt 200 mm nära banken och att hävningen avtog med avståndet från installationsstället till ca 90 mm. Alla rörelser inträffade direkt efter pelarinstallationen. Hävningen kvarstod även efter att installationen var avslutad. På vissa av peglarna (de som satt närmast banken) kunde man konstatera att horisontal- och

vertikalrörelserna var lika stora under de första dagarna.

Porövertrycken steg under installationen till maximalt 3,7 m vattenpelare jämfört med nollvärdet före installationen. Portrycksmätarna som satt djupast och närmast banken påverkades mest.

Efter installationen sjönk porövertrycken men låg kvar över nollvärdet.

Temperaturen steg långsamt under installationen (med maximalt 3 grader) och avtog därefter.

hållfasthetshöjande egenskaper med kalkens goda samverkan med den omgivande jorden.

I tidigare utförda projekt har bl a undersökts pelares egenskaper med avseende på hållfasthet, styvhet och permeabilitet samt effekten av inblandning med olika bindemedel. En effekt som hittills inte har studerats i någon större omfattning är de rörelser som utbildas i omgivande jord då pelarinstallationen sker. Kunskap om detta är dock viktig eftersom kalkcementpelare används i anslutning till befintliga anläggningar (pålar, rörledningar osv) som kan skadas om

jordrörelserna blir för stora.

Detta projekt genomfördes under sommaren 1999 vid Holma mosse, belägen 3 mil sydöst om Norrköping. Provfältet hade en area på 40x20 m och var indelat i en hög (4,5 m) och en låg (2,5 m) bank. Bankarna fylldes upp först efter pelarinstallationen var klar. Mätningarna inom detta projekt utfördes således innan bankarna var uppfyllda.

Projektet syftar till att mäta horisontalrörelser, markhävningar, temperatur och portrycks­

utveckling i den intilliggande naturliga jorden i samband med en välkontrollerad pelar­

installation. Provbanken som SGI uppför i Holma mosse utförs inom ramen för EuroSoilStab, ett europeiskt forskningsprojekt som samtidigt pågår i Holland, England, Irland och Finland och syftar till att utveckla metoder för att stabilisera organisk jord under väg- och järnvägsbankar på ett billigt, säkert och miljövänligt sätt. Eftersom installationen i Holma mosse avser ett provfält, är kännedom om såväl jordförhållandena som genomförandet av pelarinstallationen

väldokumenterade, vilket minimerar den osäkerhet som normalt finns i produktionen.

2 FÖRUTSÄTTNINGAR 2.1 Geotekniska förhållanden

Fältundersökningarna genomfördes under perioden mars till juli 1998 och under våren 1999.

Sammantaget utfördes CPT-sondering, provtagning med kolv- och torvprovtagare, vingsondering, dilatometerförsök och mätning av portryck. Dessa undersökningar

kompletterades med en detaljerad laboratorieundersökning som omfattade benämning, CRS­

försök och rutinundersökning.

Enligt utförda rutinundersökningar (se tabell 1) utgörs jorden i de övre skikten av lerig gyttja (0-3 m under markytan) och lerig gyttja med skal (3-6 m under markytan). Gyttjans vattenkvot ligger över 200%. Under gyttjan förekommer lera ner till 12-20 m under markytan. Leran innehåller enstaka sandskikt (6-7 m under markytan) och inslag av silt (11-13 m under mark­

ytan). Vattenkvoten avtar med djupet och är i de nedersta lagren ca 70%. Leran underlagras av varvig lera med silt-, sand- och grusskikt. Med avseende på sensitiviteten kan leran betecknas som mellansensitiv (1 0<st<30).

I tabell 2 visas resultaten av CRS-försök. Jorden är i huvudsak normalkonsoliderad eller svagt överkonsoliderad.

SGI 2000-01-13 1-9907-404 5 (13)

Tabell 1 Resultat av rutinundersökningar och benämning

Sektion/ Benämning enligt "Jordarternas indelning och Densitet Vatten- Kon flyt- Sensiti- Skjuvhåll Jordarts- Borrhål/ benämning", Geotekniska laboratorieanvisningar kvot gräns vitet fasthet benämning,

Djup del 2, 1981 års system organisk

halt

p w _WL St ^T

t/m' % % kPa %

1 GRONGRA, LERIG GYTTJA 1,20 244 200 9,1 5,9 le Gy

8,6--10 1,5 GRONGRA, LERIG GYTTJA MED VAXTDELAR 1,17 272 208 6,5 3,7 le Gy vx

2 GRONGRA, LERIG GYTTJA 1,20 256 204 10 5,7 le Gy

2,5 GRONGRA, LERIG GYTTJA MED SKAL 1,21 235 185 12 6,8 le Gy sk

9,0--11

3 GRONGRA, LERIG GYTTJA MED SKAL 1,23 218 168 10 6,8 le Gy sk

3,5 GRONGRA, LERIG GYTTJA MED SKAL 1,23 207 181 13 9,8 le Gy sk

4 GRONGRA, LERIG GYTTJA 1,22 203 171 15 9,5 le Gy

4,5 GRONGRA, LERIG GYTTJA MED SKAL, SVAGT 1,26 197 172 16 12 le Gy sk SULFIDRANDIG

5 GRONGRA, LERIG GYTTJA MED SKAL 1,25 205 177 17 Il le Gy sk

5,5 GRONGRA, LERIG GYTTJA MED SKAL, 1,26 175 162 13 13 le Gy sk

SULFIDRANDIG 7 ,5--8,3

6 OB: GRONGRA, GYTTJIG LERA MED TUNNA gy Le (sk)

SKALSKIKT, SULFIDRANDIG

MB: KONTAKT: GRONGRA, GYTTJIG LERA/ 1,60 95 61 16 6,8 gy Le/ Le

~

GRA LERA MED SANDSKIKT

6,5 GRA LERA, SULFIDFLACKIG 1,42 111 72 20 5,8 Le

7 GRA LERA MED TUNNA SILTSKIKT OCH 1,47 89 62 15 6,8 Le (si) (g_f)

TUNNA FINSANDSKIKT, SVAGT SULFIDBANDAD

7,5 GRA LERA, SULFIDBANDAD 1,49 96 72 13 6,8 Le

8 GRA LERA MED TUNNA SILTSKIKT, SVAGT 1,46 95 73 16 8,1 Le (si)

SULFIDBANDAD

8,5 GRA LERA MED SILTSKIKT, SULF!DFLACKIG 1,52 94 71 16 7,9 Le si

9 GRA LERA 1,54 78 69 13 9,6 Le

9,5 GRA LERA 1,58 73 67 12 10 Le

10 GRA LERA MED SANDINSLAG 1,64 62 58 12 12 Le

10,5 GRA LERA MED SANDINSLAG 1,62 62 56 14 Il Le

Il GRA LERA MED ENSTAKA TUNNA 1,59 81 72 14 10 Le (si)

SILTSKIKT,

SAND- OCH GRUSINSLAG,

12 GRA LERA MED SANDINSLAG 1,64 64 58 13 Il Le

13 GRA LERA MED SANDINSLAG 1,58 77 68 7,9 5,9 Le

14 GRA, VARVIG LERA MED SKIKTA V SIL T, 1,69 72 65 16 13 vLesj~

gi:

SAND OCH GRUS

Tabell 2 Resultat CRS-försök

Djup Densitet Sig'c ML Sig'L M' ki Beta k

m Um" kPa kPa kPa kPa/kPa m/s

1 1,20 8 90 18 8,0 5*10- ^V 2,6

3 1,23 10 110 23 7,9 9*10-,u 2,9

5 1,22 21 130 30 7,8 1,2*1 o-~ 3,3

7 1,43 13, 1 7*10-,u 3,3

9 1,54 40 130 46 20,6 6,5*1 o-,u 3,3

11 1,60 55 295 79 16,1 6*10-,u 4, 1

11 1,61 50 190 58 15,7 9,5*10-,u 3,9

13 1,54 525 86 12,8 4,5*10-,u 3,4

13 1,52 490 85 15, 1 4,7*10-IU 3,8

• • • • • • • • • • • • • • • ••••• • • ••• • • • • • •••••

• • ••• ••••• • • • • • • • • • • • • ••• • • • • • •••••

• • • -• - -• • • • • -- - -• - - - -• • • • - - -• • • -• -• -• -• • ••• • • - - - - -- - - -• • • -• -• -• • • - -

• • • • • • • • • • • • • • • ••••• • • ••• • • • • • • • • • •

• • ••• • • • • • • • • • • ••••• • • • • • • • • • • • • • • •

pelarna med c/c 0,5 m i skivor med 2,0 m inbördes avstånd. Skivorna förbands i tvärled med tvärskivor bestående av korta pelare, se figur 1. Pelarna hade en diameter på 600 mm.

Inblandningen utfördes med ett bindemedel bestående av 20 viktsprocent kalk och 80 viktsprocent cement med en inblandningsmängd av 88 kg/m³ (25 kg/m) för pelare i den låga banken och 150 kg/m^{3 (} 42 kg/m) för pelare i den höga banken.

15

1 • • Långa pelare Korta pelare

l

- Provbank 10

V

:~

5 '-... -- - -- -^{- -}--- -- -^{- ~}

•"-

...

0 • • ^- ••• • • • • • • • • • • ••••• • • ••• • • • • • • • • • •

~~~~ ••••• ••••• ^~~·!.,IV _''

-5 r - - - - -_- ^..._{- -}--_- -_{- - - - - -}

:~

~ "-

-10

-15

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Figur 1 Placering av pelarna

Pelarförstärkningen utfördes med konventionellt blandningsverktyg. Utblåsning av bindemedel skedde med tryckluft med ett tryck av ca 420 - 450 kPa vid fullt djup. Lufttrycket reducerades med minskande djup.

Enligt handlingarna var avsikten att stigningen skulle vara 15 mm/varv. Vid utförandet användes istället 10-15 mm/varv för pelarna med inblandningsmängd 150 kg/m³ resp. 15-30 mm/varv för pelarna med inblandningsmängd 88 kg/m³. Rotationshastigheten har varit ca 180 varv/minut.

SGI 2000-01-13 1-9907-404 7 (13)

3 INSTRUMENTERING OCH MÄTNING

Arbetsbädden var klar 1999-05-25 och därefter påbörjades instrumenteringen enligt nedan.

Arbetsbädden är ca 0,4-0,5 m tjock. Uppföljning i det nu redovisade projektet har endast utförts för den "höga banken". Observera att arbetsbädden inte blev utförd exakt som planerat.

Avvikelsen framgår av figur 2.

3.1 Placering av instrument runt den höga banken och nollmätning före pelarinstallationen

Placering och nollmätning av 3 st manuella inklinometerrör i mittsektionen. Inklinometerrören placerades i gränsen mellan ostabiliserad och stabiliserad jord och ca en halv pelarlängd utanför denna gränslinje.

Placering och nollmätning av 40 st markpeglar. I respektive sektion placerades markpeglar med olika avstånd till gränsen mellan stabiliserad och ostabiliserad jord. En bälgslang installerades intill inklinometerröret närmast pelarområdet.

Placering och nollmätning av 8 st portrycksmätare i mittsektionen. Portrycksspetsama placerades intill respektive inklinometerrör i leran utanför pelarzonen.

Placering och nollmätning av temperaturgivare i ovan nämnda sektion.

20

15 _□

□□ [

□ □ I □

10 ~ _, ~ -1~- r;i-= _{□- c} - - _!□ o _o Långa pelare _{Korta pelare}

- -Provbank

~~ ~ ij ij ij ~ ,I' ^□

5 + Portrycksmätare

o"' oo 0000 ooooc < r>tlo"'I 'i tl tl tl tl tl ^mn,

0 uuc 0000 r\.lOvvC ooc ,~ au, 0uuo 0000< ~ ^□ D Peglar

00 00( 0000( 0000( 10000c;0000( 0000( 0000, _~ f'LU' □

00 00( 0000( ooooc10 oooc10000, 0 0 0 0 ( ooooc

0 n _~ lnklinometerrör

00ooc oooOc ooooc 0000(10000, oooOc OooOc <> Bälgslang

00 ooc ooooc oooocle oooc10 0 0 0 , 0000( ooooc ~ p:,xc

o~ ~oc 0 0 0 0 ( 0 0 0 0 ( 0 0 0 0 ( ^lf"'I OOC 0 0 0 0 0 0 0 0 ( ri ^{□ •} Installation 990707

op oo oo-- ^{100uO I..,. w-.} R R • R i, - o Installation 990708

o Installation 990709

-..::..,_J

-5 I I I I I I '1". ^• Installation 990712

[ □

□ □

1

-10 - - verkligt utförande av arb etsbädd

□ □ [ cp □

-15 □

-20

0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Figur 2 Placering av mätutrustning och installerade pelare (990707-990713)

3.2 Mätning under pelarinstallationen

Inklinometerrören, satta till 14 m djup, avlästes under kvällstid (dvs utanför arbetstid för pelarinstallationen) enligt följande schema:

3 990712 990709 990708

4 990715 990712 990708

5 990721 990715 990712

6 990730 990721 990715

7 990810 990721

8 990916* 990730

* Matomgång 8 efter halva uppfyllningen av banken ..

För att mäta horisontella rörelser hos markpeglarna vinkelrätt från banken spändes snören längs den höga banken. Snörena fästes på stolpar som sattes på ett avstånd från banken som förutsatts vara opåverkat av pelarinstallationen. De första tre dagarna av pelarinstallationen (990707- 990709) avlästes markpeglarnas rörelser i början av resp dag och efter varje pelarinstallation.

Därefter glesades mätningarna ut, se sammanställning nedan.

Tabell 4 Schema för avläsning av horisontal- och vertikalrörelser hos peglar samt bälgslang

*Anmarknmg: Pelare installerades aven vid andra tillfallen och darfor stammer summan av antal pelare i

Datum A vläsningstillfällen A vläsningstillfällen Av läsningstillfällen Antal

för för för installerade

horisontalrörelser vertikalrörelser bälgslang pelare*

990617 - 1 - -

990618 - 1 - -

990622 - 1 - -

990628 - 1 - -

990702 - 1 1 -

990706 - 2 - 7

990707 17 4 2 16

990708 13 4 2 32

990709 8 1 1 11

990712 1 2 2 29

990713 7 1 1 33

990714 - 1 1 37

990716 1 1 1 11

990719 1 1 1 9

990720 1 1 - 9

990723 1 1 1 24

990726 - 1 - 28

990730 - 1 - 13

990804 - 1 1 38

990818 - 1 - ^-

990903 - 1 - -

.. .. .. .... ..

sista kolumnen inte överens med den under 2.2 angivna siffran

Markpeglamas vertikalrörelse (sättning/hävning) mättes genom avvägning.

A vvägningstillfällena var som tätast de första två dagarna.

SGI 2000-01-13 1-9907-404 9 (13)

Bälgslangen för mätning av hävningens/sättningens fördelning med djupet installerades till ca 10 m djup med mätdon på ungefär varje meter och avläsningar utfördes max två gånger om dagen.

Portrycksmätarna av typ BAT avlästes kontinuerligt med automatiskt system. Insamling av mätdata skedde med 30 sekunders intervall under arbetstid (ca 8:00-20:00). Portrycksmätarna satt i sektionerna H26 och H30 på 2, 4, 6 och 10 meters djup, se bild 1.

Bild 1 Instrumentering vid Holma mosse

Temperaturen mättes vid 15 tillfällen ca en gång om dagen. De 5 givarna satt på 0,5 m, 2,5 m, 5 m, 8 m och 11 m djup.

3.3 Mätningar efter pelarinstallationen

Samtliga inklinometerrör, markpeglar, portrycksmätare, bälgslangen och temperaturgivare avlästes någon vecka efter pelarinstallationen och avläsningar har också fortsatt inom ramen för EuroSoilStab-projektet.

4 UPPFÖLJNING OCH MÄTRESULTAT 4.1 Markrörelser och pelarinstallation 4.1.1 Pegelrader 10-14 och 10C-14A

De rader som blev mest påverkade av installationen var raderna 10-14 och 1 0C-14A, se instrumentering i bilaga A. Under den första dagen uppmäts en hävning hos markpeglarna 12 och 13 som sitter närmast de två installerade pelarraderna. Hävningen uppgår till ca 70 mm.

Den markpegelrad som sitter längre ut mot mossen visar max 30 mm hävning hos pegel 13A.

betydligt mindre.

Därefter återgår rörelserna något i rad 10-14, dock inte hos pegel 13 och i rad 10C-14A där hävningen fortsätter att öka något och når ett maximalt värde på 230 mm resp 160 mm

1999-07-30. Detta kan verka förvånande eftersom pelarinstallationen pågick i den låga banken vid denna tidpunkt och peglama ligger ca 20 m därifrån. Installationen för den låga banken kan dock ha givit en viss påverkan, vilket visar sig i att rörelserna är störst hos peglarna 14A och 13A och avtar med ökande avstånd från den låga banken.

4.1.2 Pegelrader 6-10 och 6C-1 0A

I början av installationen är hävningarna små och stiger fram till 1999-07-14 där de når ett maximalt värde på 170 mm. Detta kan förklaras med att pelarinstallationen pågick i närliggande delen av banken under 1999-07-13 - 1999-07-14. De två yttersta markpeglarna 6 och 10 i bägge ändar av raden visar mindre vertikalrörelser liksom peglarna 6C och 1 0A. Omgivningspåverkan av pelarinstallationen är som förväntat lägre i den rad som sitter längre borta från banken. Där uppmättes max 90 mm hävning.

Peglarna 6-10 visar stora vertikalrörelser även 1999-07-23 då man började sätta singulära pelare i den höga banken närmast denna rad av markpeglar. Därefter sker en långsam sättning.

4.1.3 Pegelrader 1-6 och 1A-6A

Fram till 1999-07-13 uppmättes nästan inga vertikalrörelser eftersom pelarinstallationen pågick på den motsatta sidan av banken. Det framgår av kurvorna 1-6 att pelarinstallationen började i närheten av pegel 6 och fortsatte mot pegel 1 eftersom maximalvärdena är tidsförskjutna. Den största hävningen är 105 mm hos pegel 1. Hävningen hos pegel lA är lika stor och de övriga peglarnas hävning är ca 20 mm lägre.

4.1.4 Pegelrader W1-3 och 01-5

De peglar som sitter närmast banken rör sig mest. Med ökande avstånd från banken avtar hävningarna. Detta gäller både för pegelrad Wl-3 och 01-5. Det högsta värdet i W-raden är 90 mm och i O-raden 205 mm.

4.2 Vertikala och horisontella markrörelser Kommentar:

Mätningen av horisontalrörelser bedöms ha fungerat till och med 1999-07-09. Därefter började stolparna och snörena röra sig så att ingen tillförlitlig mätning kunde genomföras. Detta gäller för pegelradema 10-14, 10C-14A, 1-6 och 1 A-6A.

4.2.1 Pegelrader 10-14 och 10C-14A

Vertikal- och horisontalrörelser följer varandra storleksmässigt under tiden 1999-07-07 - 1999- 07-09 så att hävningen motsvaras av en lika stor utåtgående horisontalrörelse. Därefter (1999-07- 20 - 1999-07-23) är de uppmätta horisontalrörelsema i genomsnitt ca 50 mm mindre i rad 10-14 och 10 mm mindre i rad 1 0C-14A än vertikalrörelserna.

SGI 2000-01-13 1-9907-404 11 (13)

4.2.2 Pegelrader 6-10 och 6C-1 0A

Under 1999-07-07 - 1999-07-09 följer vertikal- och horisontalrörelserna varandra i båda pegelraderna. Vid mättillfälle 1999-07-23 är de uppmätta horisontalrörelserna i rad 6-9 ca 70 mm större än vertikalrörelserna och i rad 6C-9A är det tvärtom (1999-07-20). Detta innebär att de peglarna blev förskjutna ca 150 mm från banken när pelarinstallationen pågick på den sidan.

Mätning av horisontalrörelser bedöms ha fungerat väl för markpeglarna närmast banken, men sämre för den yttre raden.

4.2.3 Pegelrader 1-6 och 1A-6A

Tillförlitliga mätvärden erhålls från peglarna 2-5 och 3A-5A. Tendensen är att horisontal­

rörelserna är större än vertikalrörelserna hos de peglar som sitter närmast banken och att horisontalrörelsema är mindre än vertikalrörelserna hos peglarna 3A-5A.

4.2.4 Pegelrader W1 -3 och 01-5

Horisontal- och vertikalrörelser stämmer väl överens i pegelraden 01-5 och hos pegel W3.

Däremot kan man inte se något sammanhang i den rad som sitter närmast vägen (Wl-2). Om de uppmätta värdena stämmer, så är de horisontella rörelserna mycket större än de vertikala hos pegel Wl och lite större hos pegel W2.

4.3 Portrycksutveckling och pelarinstallation

I bilagorna B och C finns olika diagram med mätvärden från portrycksmätare på 2, 4, 6 och 10 m djup. Portrycksmätarna i rad H26 ligger närmast banken och visar de största porövertrycken med max 3,7 m vattenpelare under installationen. I dessa mätare mättes periodvis ett porundertryck vilket maximalt var ca 1,6 m vattenpelare. Portrycksmätarna i rad H30 som ligger 4 m ifrån banken visar på motsvarande sätt max 0,6 m porövertryck resp 2, 1 m porundertryck och påverkas inte lika mycket av pelarinstallationen som portrycksmätarna i H26.

I början av varje pelarinstallation går portrycken ner och stiger sedan snabbt under installationen.

Störst påverkan visar den mätare som sitter på 10 m djup i rad H26 och den som sitter på 6 m djup i rad H30.

4.4 lnklinometer

Inklinometerrören avlästes i både X- och Y-riktning. Y-riktningen är positiv för rörelser som sker ifrån banken dvs mot vägen för inklinometerrör 1 och mot mossen för inklinometerrören 2 och 3. Mätningarna finns redovisade i bilaga H.

Inklinometerrör 1, som sitter 2 m väster om den höga banken, visar inga större rörelser under de första 4 dagarna från början av installationen (max 10 mm ifrån banken 990712). Detta stämmer väl överens med den uppmätta vinkelräta rörelsen från banken som är ca 1 7 mm hos pegel 3. Tre dagar senare (990715) har det dock rört sig 22 mm i motsatt riktning dvs mot banken eftersom pelarinstallationen skedde i närheten. Efter ytterligare 6 dagar (990721 ), när installationen var klar på denna sida och singulära pelare satts, visar mätningarna en rörelse på 50 mm från banken.

Denna tendens fortsätter fram till 990730 då rörelser i storleksordningen 110 mm uppnåtts.

Rörelserna 6 m under markytan är 40 mm och avtar sedan linjärt med djupet. Rörelserna i X-riktning (nordväst) uppmäts till maximalt 20 mm.

Inklinometerrör 2, som sitter 1 m öster om den höga banken, gick sönder under

pelarinstallationen så att mätningarna bara kunde utföras till 6 m djup fr o m 990708. På kvällen efter första dagen av pelarinstallationen uppmättes maximalt 100 mm stora rörelser från banken

från banken.

Inklinometerrör 3, som sitter 4 m öster om den höga banken, visar stigande rörelser med fortlöpande pelarinstallation med ett maximalt värde på 182 mm från banken vid den sista mätomgången 990721. På 8 m djup uppmättes en rörelse på 40 mm vid samma tidpunkt.

Rörelserna i X-riktning (sydost) är maximalt 28 mm. Överensstämmelsen mellan inklinometermätningen och mätningen med hjälp av snöret är sämre här pga det ökande avståndet mellan snöre och markpegel. 1999-07-08 uppmättes en rörelse på 132 mm hos inklinometerrör 3 och en rörelse på 102 mm hos markpegel 12A.

Sammanfattningsvis kan man konstatera att det är främst de översta lagren med gyttja som blir påverkade av installationen eftersom de har rört sig mest.

4.5 Temperatur

Temperaturgivarna avlästes under tiden 990702 - 990809. Resultat redovisas nedan.

Tabell 5 Sammanställning av temperaturmätningar

Datum Temperatur- Temperatur- Temperatur- Temperatur- Temperatur- givare 1 [⁰ C] givare 2 [⁰ C] givare 3 [⁰ C] givare 4 [⁰ C] givare 5 [⁰ C]

0,5 m djup 2,5 m djup 5 m djup 8 m djup 11 m djup

990702 10:00 13,15 6,19 6,87 6,95 7,03

990707 10:00 13,54 6,00 6,58 6,65 6,74

990707 12:55 13,54 6,00 6,48 6,65 6,74

990707 17:41 13,74 6,29 6,78 6,95 7,03

990708 11 :00 13,54 6,10 6,58 6,75 6,84

990708 16:50 13,84 6,58 7,07 7,24 7,33

990709 16:00 13,84 6,49 6,87 7,14 7,23

990712 14:56 14,13 6,29 6,68 6,95 6,94

990712 18:00 14,33 6,39 6,78 6,95 7,03

990713 10:50 14,43 6,29 6,68 6,95 7,03

990714 17:00 14,72 6,19 6,58 6,85 6,94

990720 14:40 15,51 6,49 6,87 7,44 7,62

990727 15:00 16,10 7,07 7,46 8,12 8,30

990804 14:00 17,09 7,95 8,14 9,01 9,08

990809 11 :55 16,30 7,46 7,46 8,32 8,40

I bilaga F bifogas 2 diagram där temperaturförloppet är uppritat mot tiden och mot djupet.

Temperaturen i den givare som sitter 0,5 m under markytan stiger under installationen med 3° C. I de nedre skikten stiger temperaturen mindre. Maximal temperatur nås i början av augusti (990804). Efter det att installationen är avslutad (990806) börjar temperaturen falla.

Troligtvis påverkas den ytliga givaren utöver av pelarinstallationen också av klimatet. De resterande 4 givarna blir dock tydligt påverkade av installationen. Under de dagar där flera mätningar utförts stiger temperaturen under pelarinstallationen och avtar sedan under natten resp helgen, se tidpunkter 990707 och 990708, 990709 och 990712, 990712 och 990713.

SGI 2000-01-13 1-9907-404 13 (13)

4.6 Bälgslang

Resultaten av bälgslangmätningarna finns redovisade i bilaga G. Mätdonen sitter mellan 8,115 m och 0,417 m djup.

Under pelarinstallationen sker en hävning av alla mätdon. Hävningen är störst 1,5 m under markytan ( ca 200 mm) och är därunder relativt jämnt fördelad mot djupet. Fram till och med 990709 inträffar större delen av hävningen och därefter tycks jordlagren i stort sett opåverkade.

5 SLUTSATSER Instrumentering

- Svårigheter uppstod vid mätning av horisontalrörelser med den valda metoden. Säkrare värden på horisontella deformationer kan erhållas om markpeglar mäts in med exempelvis totalstation.

Avgörande är dock ekonomin i projektet.

- De inträffade horisontalrörelserna blev så stora att inklinometerrören inte gav tillförlitliga resultat. Rören bör placeras på ett säkert avstånd från närmaste pelare och installationen av pelarna närmast röret bör ske med stor försiktighet så att röret inte kommer att skadas. Innan installation av inklinometerrören skall man uppskatta hur stora rörelserna kommer att bli och därefter anpassa instrumenteringen efter detta ( exempelvis skarvningen av rören).

- Portrycket mättes med automatisk registrering i BAT-spetsar, vilket kan rekommenderas vid liknande projekt ochjordförhållanden. Med automatisk registrering får man en god bild av snabba förändringar i portryck.

Resultat

- Mätning av temperatur utfördes på ett avstånd motsvarande 3 ggr pelardiametern. Ingen nämnvärd temperaturökning har uppmätts i omgivande jord på detta avstånd.

- Maximala hävningen, 230 mm, uppmättes i den pegelrad som satt närmast pelarinstallationen ( ca 2 m från närmaste pelare) medan hävningen i pegelraden som sitter 6 m från närmaste pelare uppgår till maximalt 160 mm. På kortsidan är hävningarna av naturliga skäl mindre och maximalt 170 mm (2 m från närmaste pelare) resp. 90 mm (6 m från närmaste pelare). De två yttersta markpeglama 6 och 10 i bägge ändar av raden visar mindre vertikalrörelser liksom peglarna 6C och 1 OA. Omgivningspåverkan av pelarinstallationen är som förväntat lägre i den rad som sitter längre borta från banken. Där uppmättes max 90 mm hävning. På västra

långsidan av provbanken påverkas rörelserna av den befintliga vägen och där uppmättes maximalt ca 105 mm hävning.

- Vertikal- och horisontalrörelser följer varandra storleksmässigt så att hävningen motsvaras av en lika stor utåtgående horisontalrörelse.

- Man kan konstatera att det är främst de översta lagren med gyttja som blir påverkade av installationen.

- Portrycken går ner i början av varje pelarinstallation och stiger sedan snabbt under

installationen. Störst påverkan visar den mätare som sitter på 10 m djup i rad H26 (2 m från närmaste pelare) och den som sitter på 6 m djup i rad H30 (6 m från närmaste pelare).

Omgivningspåverkan vid installation av kalkcementpelare

lnstallationsföljd av pelare, instrumentering

Plan över instrumentering Bilaga A: l

Installationsföljd av pelare Bilaga A:2-24

I

l

20 I Cl

Pegl r närmas banken: Peglar i [ olumnen:

1 - 6 Vw3 -wf

15 I ^{Ana c1 raaen} _{· 0'} 1 ^\ I i

I I

1A- 6 A

lnkli1ometer1 □ □ 0 ^{10 [} [ ~ Pegel 68'

~ I ^{I I '}

10 tJ ^{I l I l r, ,- - I}

• ~ /!./Verkligt Utförd arbe sbaaa - "CJ

7 ^./cl.;' c : c c , ^_JI

/ <~ . ^A~

5r'\... ... - - - - - - - -

~ bf ro:

1

-

1~ ooooc ooooc ooooc ooooc ooooc ooooc ooooc ^{; ;} c; ooo o; oo²oo^{8 o~~ - - -}

~n~,,

oooocoooocoooocoooocoooocoooocooooc

0 +e-e^{1: : I" : - . _} ; : _ , . . : ~ ~ ~ ^{~ : :} :z :: =^~ o:~;:::; ~: .;. : : : : ~ ^{0 ;:::;} ~ ^{- -I·}·•-<-•113

ooooc ooooc ooooc ooooc ooooc ooooc ooooc rl - ·-1 ! 0 0 0 0 d0 0 0 0 C 0 0 0 0 C 0 0 0 0 C 0 0 0 0 C 0 0 0 0 C 0 0 0 0 C O Kolumln 2 : , 0 0 0 0 d0 0 0 0 C 0 0 0 0 C 0 0 0 0 C 0 0 0 0 C 0 0 0 0 < 0 0 0 0 C [J 6C -1pA

OCi'SOOdOOO0C] _____ 0 0 0 0 ( 0 0 1 0... V !I

,:;: __ ---

I

-5 ,,.. - - ⁰ " - - - - <'<> - - - < - ~ " - : ~ •. - ---·i·-- - -

.jQ : Peglar:

Rad 1: 4-10

D

o

D

O

.&. □ d

+-~-:J

I

wI

J I

D ,

I i

o. -,I.-_,-.. Pegel

1ot~·--L

-15 Rad 2: 4A - 1OC + -f q. + P ,)rtrycksmätare __J____--t---

Peglar i kolumnen: D H 26: 6m, 2rp, 10m, 41

01 - 05 H 30: 6m, 2rp, 10m, 4 I

lnklinorr etrar 2 (nä;rmast ban ,en) och 3 : ! ~

-20 ! ¹ I , , = ^{I N ,}

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

~

o Långa pelare

o Korta pelare

I

!- -Provbank

I · + Portrycksmätare

iN 10

o Peglar ₁₀

D 0 ₀.... ^I

A. lnklinometerrör ....^I

w

◊ Bälgslang

• Installation 990707

• Installation 990708

o Installation 990709

• Installation 990712 : -;-"

I l<D

I • Installation 990713 ~

' - - - ' "

.J:,..

0 .i,..

.CD

60 Öl

(Cl

OJ

;i:;,

....

--

000~000 0 0 0 - 0 0 0 000~000 0 0 0 . 0 0 0

000~000

1

0 0 0 . 0 0 0 _~

0 0 0 ~ 0 0

t ~,.

i

0-0 . 0-0 000~000 ~

u 0 0 0 - 0 0 0 ~ u ^~

000~000 ^~ _\\ '-

0 0 0 . 0 0 0 i ^\\ _~

000~000 ^.(

0 0 0 - 0 0 0 \f\

000~000 } -C⁽

0 0 0 . 0 0 0 ^I.. _{I) ~}

00~000 -~_·' t

0 0 0 . 0 0 0 ^{"\i :s}

\) _~ 00 000 000 00 ^\A ~

~ 00 0 0 0 . 0 0 0 00 ~

00 000i000 00 ^~ ~\. 1 ^{~ \/)} 1J

00 0 0 0 . 0 0 0 00 t ^{{ - V\}

) ) 3 ^\)

i.: ...

00 000i000 00 ^~ ~^~ _~ 1

00 0 0 0 . 0 0 0 00 ~ ..s ^\J ~

' .t:

00 000i000 00 ^{°\. ~ \.}

00 0 0 0 . 0 0 0 00 ~

1

\.

~ 1~

f

{y 0-&-0 i 0-&-0 0 ~ ~_{~ ~} ^~

00 0 0 0 . 0 0 0 00 ^{t{) ~ (\_}

1

00 0 0 0 i 0 0 0 00 ^{tr- ' ~ <\}

00 0 0 0 . 0 0 0 00 ^--1) ~ ~

t ^t

<S> 0 0 0 0 i 0 0 0 00 ^{\Jl ~} 00 0 0 0 . 0<S><S> 00 ^{

0 <S> 0 00 ⁽⁽⁾ 00 000

0 0 0 0 ^{0 0 0 <S> N} 0 0 0 ^{(S) ),.}

(S) 00<S>

- -

I

1-9907-404 Bilagf.1 A:3

SGI 2000-01-13

000~000 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 ~ 0 0 0 0 0 0 . 0 0 0 ~

000~000 ^~

t

0 0 0 . 0 0 0 _~

i

0 0 0 ~ 0 0 ~ ~\

e-o . e-o "'

0 0 0 ~ 0 0 0 _u ~

u 0 0 0 . 0 0 0 ^{' ~}

'('l \

0 0 0 ~ 0 0 0

0 0 0 . 0 0 0 ^{\I '(\} ~

0 0 0 ~ 0 0 0 ⁱ

0 0 0 . 0 0 0 _\<\

000~000 _} -C₍

0 0 0 . 0 0 0 ^{\. \)}

0 0 ~ 0 0 0 ^_

() :--2l

f

~

\) 0 0 0 . 0 0 0 ^~ V, ~

00 000 0 0 0 00 ~

~ ~ 00 0 0 0 . 0 0 0 00 ^~ _~ 00 0 0 0 i 0 0 0 ^{00 'fl}_" ~\ 1 'lJ

00 0 0 0 . 0 0 0 00 t ₎ ^{( -}_{_)} ^{V) V\}_\)

~ ....

00 0 0 0 i 0 0 0 ^{00 ~} _~ ^l _{~ ~} 00 0 0 0 . 0 0 0 00 ^~ '

~

\i _~

00 0 0 0 i 0 0 0 ^{00 "' c:Q} \.

_<;

\ t

00 0 0 0 . 0 0 0 00 ~ ^~

'

1\) ^t

0 ^~ ~

0 0 -0-0 i-0 -0-0

1

00 0 0 0 . 0 0 0 00 ^{t{) ~~} _{(\_} ^\\_ ~

00 0 0 0 i 0 0 0 ^{00 \T' -~} _'

00 0 0 0 . 0 0 0 00 '° ^\~ _{f ~}

00 0 0 0 i 0 0 0 ^{00 \J)} 00 0 0 0 . 0 0 0 00 ^:t f

0 0 0 00 ⁽⁽⁾ 00 000

0 000 0 0 0 0 ^N 0 000 ^{0 0 0 0} ).,.

- -

000~000 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 ~ 0 0 0 0 0 0 . 0 0 0

1

000~000 0 0 0 . 0 0 0

~

~,

0 0 0 ~ 0 0

e-o . e-o ^'

0 0 0 ~ 0 0 0

1

u 0 0 0 . 0 0 0 ^{u ' ~}

"(\

0 0 0 ~ 0 0 0 '

0 0 0 . 0 0 0 ^{\\ '(\} ~

0 0 0 ~ 0 0 0 ^_(

0 0 0 . 0 0 0 \C\

0 0 0 ~ 0 0 0 _} ^-\ (

0 0 0 . 0 0 0 ^\... ₍₎ ^\}

00~000 ^-::--::, \.

~

\) 0 0 0 . 0 0 0 ^"'\i \/\ ~

00 000 0 0 0 00 ~

~ ~ 00 0 0 0 . 0 0 0 00 ~

...

00 000i000 00 '"' ~~ 1^f

00 0 0 0 . 0 0 0 00 t ^{\/) V\}

'\)

J )^{

~

-J

" \J

00 0 0 0 i 0 0 0 00 ⁰ _~^~ _{~ ~} 00 0 0 0 . 0 0 0 00 ^~ _{_r} ^{\i ~}

' t

00 0 0 0 i 0 0 0 00 " m ^\.

\.

00 0 0 0 . 0 0 0 00 ~ ^~ i \) ^t

6) 0 -e-0 i0 -e-0 0

1

00 0 0 0 . 0 0 0 00 ^{t{) ~~ \\_} ~

00 0 0 0 i 0 0 0 00 ^tr- -~ ^~

00 0 0 0 . 0 0 0 00 ^~ _f\.^' ~

00 0 0 0 i 0 0 0 00 ^\Il t^~

00 0 0 0 . 0 0 0 00 ^{ 0 0 0 00 ^(\) 00 000

0 000 0 0 0 0 ^N 0 0 0 0 0 0 0 0 )-..

.