2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 1

KC, masstabilisering, solidifiering, ytstabilisering – skillnaderna och

användningsområdenStefan Larsson KTH

Jordförstärkning – vad menas?Förändring av jordens reologiska egenskaper, d.v.s. hållfasthets-, deformations- och strömningsegenskaperna

En grupp av metoder som syftar till att begränsa föroreningars mobilitet och för bättra geotekniska egenskaper hos förorenad jord, sediment och avfallsslam.

Stabilisering/Solidifiering – vad menas?

Djupstabilisering - YtstabiliseringDjup >3m - djupstabilisering

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 2

KalkcementpelareDry Deep Mixing

• Utvecklades parallellt i Japan och Sverige under 1970-talet

• Torrt bindemedel som distribueras med tryckluft

• Utnyttjar vattnet i jorden för hydratation

•Pelare av stabiliserad jord som tillverkas på plats. Mekanisk blandning med roterande blandningsverktyg•Kemiska reaktioner mellan jorden och bindemedlet skapar ett hårdare material•Beroende på hårdhet och sprödhet samverkar pelarna olika med omgivande jord och konstruktion

Kalkcementpelarec/c <1,6mdiameter vanligen 0,6‐0,8mlängd upp till 25m

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 3

Pelarmönster – stor flexibilitet

Single Slabs Grid Block

Täckningsgrad: 10 –100%

Tillämpningar

2016-03-20 SGF 6

Reducera sättningar och förbättra stabiliteten för höga bankar

Reducera sättningar för låga bankar

Förbättra stabiliteten för schakter och naturliga slänter

Grundläggning för lätta byggnader

Reducera krafter och förbättra motståndet för sponter

Miljösanering

Redukution av vibrationer

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 4

2016-03-20 SGF 7

Classification of deep mixing methods according to Topolnicki (2004)

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 5

JapanVåt metod på land

Styrande dokumentDesign; TK Geo 13 Trafikverkets tekniska krav för 

geokonstruktioner, TDOK 2013:0667

Utförande; SS-EN 14679:2005, Utförande av geokonstruktioner – Djupstabilisering med bindemedel. Fastställd 2005‐04‐22. På engelska.

VägledningSD Rapport 17. 2006. Djupstabilisering med bindemedels-stabiliserade pelare och masstabilisering – En vägledning. Svensk Djupstabilisering.

Masaki Kitazume and Masaaki Terashi. 2013. The Deep Mixing Method. CRC Press

Federal Highway Administration Design Manual: Deep Mixing for Embankment and Foundation SupportPublication No. FHWA‐HRT‐13‐046

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 6

Kommentarer

• Skillnader lab / fält

• Osäkra kontrollmetoder

• Kraterbildning

• Horisontalrörelser

• Svårt att prediktera sättningar

• ”orealistisk” modell för stabilitetsberäkningar

2016-03-20 SGF 11

ÄLVÄNGEN SURTE STORA VIKENNÖDINGE NOL0

50

100

150

200

250

300

45000 50000 55000 60000 65000

SEKTION (JÄRNVÄG)

SK

JUV

HÅ

LL

FA

ST

HE

T [

kPa

]

100 kg/m3 - Laboratorium A100 kg/m3 - Laboratorium B 90 kg/m3 - Laboratorium C

130 kg/m3 - Laboratorium A130 kg/m3 - Laboratorium B130 kg/m3 - Laboratorium C

• Gothenburg – Trollhättan – Double rail tracks and Motorway

• 70 km - 35 contracts

• Built during 2004-2012

• Budget 1,7 billion dollars

• 8,2 million meters of columns

• 4000 column penetration tests

State of practiceBanaVäg West

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 7

Pelarmönster beroende på problemVibrationer  = längsgående skivor 5‐7 m långa pelare ofta även korta tvärskivor 3‐5 m Stabilitet  = tvärgående skivor, längd = varierar med problemSättningar = singulära pelare, längd = 22 m (speciella fall 25 m)

Typiskt 200‐400 m pelare/m dubbelspår 

Krav på speciellt utförande vid omväxlande pelarlängder  5 – 22 m

Normal förstärkning för Sättningar och vibrationer

Sättningar VibrationerLokalstabilitetTotalstabilitet

Masstabilisering

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 8

Finnsementti 2007

• https://www.youtube.com/watch?v=KYLo9U83vCU&feature=player_detailpage

2016-03-20 SGF 16

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 9

Varianter på utförande

2016-03-20 SGF 17

2016-03-20 SGF 18

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 10

Ex-situ stabilization

2016-03-20 SGF 19

ALLU AS 38H Windrow Turner

Processen – att använda förorenade massor

2016-03-20 SGF 20

SMOCS 2013

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 11

Intressanta tillämpningar

2016-03-20 SGF 21

Förstärkning för bullerskyddsvallar

Reduktion av vibrationer

Material för dammar

2016-03-20 SGF 22

Reaktiva barriärer

Avskärmande barriärer

Avskärmning av förorenade massor

Behandling av förorenade massor för fyllnadsmassor till tex rekreationsytor

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 12

- Kan vara svårt att få en jämn spridning av bindemedlet.

- Svårt att prediktera sättningar

- Osäkra kontrollmetoder

- Hållfastheten behöver inte vara hög – dock risk för progressiva brott då metoden kombineras med kc-pelare

2016-03-20 SGF 23

Några kommentarer - masstabilisering

Aktuella vägledningar

2016-03-20 SGF 24

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 13

Stabilization of frictional soil through injection using CIPS (Calcite In‐situ Precipitation System) Anders Palmén 2012

Ytstabilisering

Material från Per Lindh

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 14

Syftet med ytstabilisering

•Minskar behovet av externa material i projekten•Minskar utnyttjande av naturgrus och krossmaterial•Minskar transportbehovet•Homogenare egenskaper på terrassytor•Minskad överbyggnadstjocklek

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 15

2016-03-20 SGF 29

2011-03-17

2016‐03‐16

Svenska Geotekniska Föreningen 16

Laboratorieundersökningar

Höghastighetsbana

Kostnad 190 och 320 miljarder kronor

Färdig 2035

Jordförstärkning?