Underbygning/Prosjektering og bygging/Setninger

1 Hensikt og omfang

Jernbaneanlegg på bløt, kompressibel grunn utsettes ofte for langvarige konsolideringssetninger i undergrunnen. Setninger som utvikles langt inn i driftsfasen, vil bidra til forringelse av sporets og kontaktledningens geometriske tilstand, og gi økt behov for overvåking og vedlikehold av anlegget.

For å sikre at nye spor får akseptable setningsforhold er det funnet formålstjenlig å innføre setningskrav. Dette er nødvendig for å unngå uforutsett og uakseptabelt stort vedlikehold for sporet og kontaktledningen. Samtidig er setningskravene et virkemiddel for å hindre unødig store byggekostnader.

Dette kapitlet omhandler setningskrav for nye jernbaner under prosjektering, bygging og drift. Herunder gis også en veiledende utredning av setningsreduserende tiltak samt en beskrivelse av system for praktisk setningsoppfølging.

2 Anvendelse av setningskrav

TRV:01936

Anvendelse: Kravene skal anvendes for baner med strekningshastighet ≥ 145 km/h ved prosjektering av nyanlegg og ved ombygginger av eksisterende banestrekninger.

Det presiseres at setningskravene i dette avsnittet ikke skal brukes som kriterier for tillatte sporfeil i eksisterende spor ved anleggsarbeid nær sporet. Slike toleranser skal hentes fra Overbygning/Vedlikehold/Sporets_geometri,_beliggenhet_og_kvalitet

Kravene søkes innfridd med lavest mulig byggekostnad og er forventet å gi en økonomisk gunstig utbygging av banestrekninger hvor bløt leire i grunnen representerer et betydelig problem. Det kan imidlertid være aktuelt å gjennomføre en egen økonomisk analyse av større utbyggingsprosjekters totaløkonomi for å undersøke om kravene resulterer i lavest mulig samlede kostnader til utbygging og drift. Med grunnlag i en slik analyse kan baneutbygger finne det aktuelt å innføre strengere setningskrav.

3 Tillatte setninger i driftsfasen

3.1 Prinsipper

Banestrekninger hvor det oppstår ujevne setninger i driftsfasen vil få økt behov for kontroll og justering av spor og kontaktledning. Det er vanskeligst å oppnå akseptable setninger de første årene etter at anlegget er tatt i bruk, ettersom setningsutviklingen i grunnen avtar sterkt med tiden. Setningene utvikles fra det tidspunkt oppfyllingen skjer. I finkornig grunn er setningsutviklingen langvarig, men er desidert størst like etter oppfylling. Setningsgivende tidsperiode før banedriften starter (t₀) påvirker derfor setningshastigheten i driftsperioden betydelig. I setningskravene er effekten av dette bygd inn.

TRV:01939

Tillatte setninger for banelegemet i driftsfasen: Tillatte setninger for banelegemet i driftsfasen skal være iht. Tabell: Tillatte setninger for banelegemet i driftsfasen.

Tabell: Tillatte setninger for banelegemet i driftsfasen

Type setning		Største tillatte setning i driftsfasen		Avstand mellom tverrprofiler 1)
		3 første driftsår	9 første driftsår
Setning i enkeltprofil	midlere setning	24 cm	40 cm	-
	skjevsetning	17 ‰	28 ‰	-
Setningsforskjeller mellom naboprofiler	differansesetning (helning)	2,8 ‰	4,8 ‰	25 m
		2,2 ‰	3,6 ‰	50 m
		1,4 ‰	2,3 ‰	100 m
	vindskjevhet (variasjon i skjevsetning per 25 meter)	10 ‰	17 ‰	25 m
		7,5 ‰	12,5 ‰	50 m
		5 ‰	8 ‰	100 m

¹⁾ Setningskravene for differansesetning og vindskjevhet avhenger av avstanden mellom profiler som vurderes. Strengere krav til differansesetning og vindskjevhet mellom naboprofiler dess lengre avstand mellom beregningsseksjoner.

Tabellen er grunnleggende for regelverkets setningskrav, og gjelder både for maksimalsetninger i enkeltprofil og variasjoner i setningsutviklingen på langs og på tvers av banelegemet. Hovedvekten er lagt på oppnåelse av tilfredsstillende kontroll med differansesetninger på langs og tvers av sporet de første årene av driftsfasen, med kontrollpunkter etter 3 og 9 års drift.

Følgende prinsipper er lagt til grunn ved utformingen av kravene:

• det aksepteres visse variasjoner av midlere setning i enkeltprofil og visse variasjoner av skjevsetninger fra tverrprofil til tverrprofil langs banelegemet
• det er satt begrensning på hvor store gjennomsnittlige setninger og skjevsetninger som aksepteres i ett enkelt tverrprofil
• tillatte verdier angir hvor raskt differansesetningene, sideskjevhetene og midlere setning får utvikle seg med tiden
• kravene er innrettet mot driftsperioden; det er derfor ikke stilt setningskrav for byggeperioden (eller tiden fram til ferdig justert spor).

TRV:01940

Vurdering av setninger: Ved vurdering av setningene på et gitt sted skal følgende tidspunkter klarlegges:

• tidspunktet når setningsutviklingen i driftsfasen starter (t = t₀, T = 0)
• tidspunktet for når terrengsetningene virkelig starter (t = 0, T = -t₀)

Ved oppfylling på bløt grunn defineres normalt disse tidspunktene med utgangspunkt i Figur: Definisjon av setningsgivende driftstid.

Figur: Definisjon av setningsgivende driftstid (T= t-t₀) og setningsgivende periode før banedrift (t₀)

TRV:01941

Vurdering av setningsgivende periode: Innvirkning av byggeperiodens lengde på setningene i driftsperioden skal tas i betraktning ved prosjekteringen da lengden av den setningsgivende perioden før banedriften starter (t₀) influerer sterkt på setningshastigheten de første årene av driftsperioden.

Det er stilt setningskrav ved to tidspunkt i driftsfasen, hhv. ved 3 og 9 års drift. Det er gitt alternative krav til differansesetninger og skjevsetninger, avhengig av om lengden av det partiet som vurderes er 100 m, 50 m eller 25 m. Med henblikk på utvikling av setningsdifferanser vil kravet være strengere desto lengre parti som vurderes. Endelig vurdering av kritiske partier baseres som regel på de krav som er gitt for lengdeintervall 25 m. Partier med fare for kritiske variasjoner av setningene i driftsfasen vil ofte være lokalisert til fyllinger på varierende grunnforhold. Spesielt gjelder dette overganger fra fast grunn til bløt leirgrunn, tilløpsfyllinger inn mot bruer og kulverter, og andre overganger mot faste konstruksjoner. Partier med variasjoner i setningspotensialet må derfor vektlegges spesielt under prosjekteringen, for eksempel ved prosjektering av sporvekselsløyfer, hvor det kreves samtidig tilgang til begge spor ved justeringsarbeider.

3.2 Tillatt utvikling av differansesetninger i banens lengdeprofil

TRV:08380

Kravspesifikasjon: Tillatte varierende setninger i banens lengderetning i driftsfasen for nye baner skal være iht. Tabell: Tillatt utvikling av differansesetninger på langs av nye baner.

Tabell: Tillatt utvikling av differansesetninger på langs av nyanlagte baner

Tidspunkt hvor det stilles setningskrav1)	Tillatt differansesetning over lengdeintervall ΔL2) ved aktuelt tidspunkt3). Setning angitt i cm / ‰ helning.
	ΔL = 100 m	ΔL = 50 m	ΔL = 25 m
T = 3 år	14 cm / 1,4 ‰	11 cm / 2,2 ‰	7 cm / 2,8 ‰
T = 9 år	23 cm / 2,3 ‰	18 cm / 3,6 ‰	12 cm / 4,8 ‰

¹⁾ Tiden (T) regnes fra det tidspunkt sporet er justert, normalt ved driftsstart

²⁾ Dersom setningskravet blir funnet å være tilfredsstilt for ett av de tre angitte lengdeintervallene (f.eks. ΔL = 100 m), kan kravet for de øvrige lengdeintervallene (f.eks. ΔL = 50 m og ΔL = 25 m) normalt anses oppfylt.

³⁾ Dersom det verifiseres at differansesetningene er mindre enn 70 % av tillatt ved tidspunkt T = 3 år, kan kravet for tidspunkt T = 9 år også anses oppfylt.

TRV:08381

Inngangsverdier og bruk av kravene: Tillatte differansesetninger er angitt for tidspunktene 3 år og 9 år etter driftsstart. For partier som blir funnet å få klart mindre differansesetninger enn tillatt (< 70 % av tillatt) i perioden fram t.o.m. 3 års drift, er det normalt ikke nødvendig å verifisere at setningene også er akseptable på senere stadium i setningsutviklingen. For partier hvor det må treffes spesielle tiltak for å tilfredsstille setningskravet, skal begge de angitte tidsperiodene alltid undersøkes.

Det er gitt mulighet for å verifisere at differansesetningene blir akseptable for alternative lengdeintervaller, ΔL, henholdsvis 100 m, 50 m og 25 m. Kravene anses altså normalt oppfylt når de er funnet tilfredsstilt for ett av lengdeintervallene. Kravene er imidlertid satt strengere jo større lengdeintervall som betraktes. På partier hvor det må treffes spesielle tiltak for å oppfylle setningskravet, forutsettes det at lengdeintervall ΔL = 25 m legges til grunn.

Tillatt differansesetning på langs av banelegemet varierer med, og er styrt av:

• tidsperiode som betraktes
• setningsgivende tidsperiode før banedriften starter (t₀)
• banelengde som betraktes (ΔL)

3.3 Tillatt variasjon av sideskjevheter langs banelegemet

TRV:08382

Kravspesifikasjon: Tillatte varierende sideskjevheter langs banelegemet i driftsfasen for nylagte baner skal være iht. Tabell: Tillatt utvikling av varierende sideskjevheter (skjevsetninger) langs nyanlagte baner.

Tabell: Tillatt utvikling av varierende sideskjevheter (skjevsetninger) langs nyanlagte baner

Tidspunkt hvor det stilles setningskrav1)	Tillatt differansesetning over lengdeintervall ΔL2) ved aktuelt tidspunkt3). Setning angitt i cm / ‰ helning.
	ΔL = 100 m	ΔL = 50 m	ΔL = 25 m
T = 3 år	5 ‰	7,5 ‰	10 ‰
T = 9 år	8 ‰	12,5 ‰	17 ‰

¹⁾ Tiden (T) regnes fra det tidspunkt sporet er justert, normalt ved driftsstart.

²⁾ Dersom setningskravet blir funnet å være tilfredsstilt for en av de tre angitte avstandene mellom naboprofiler (f.eks. ΔL = 100 m), kan kravene for de to øvrige profilavstandene (f.eks. ΔL = 50 m og ΔL = 25 m) normalt anses oppfylt.

³⁾ Dersom det verifiseres at skjevsetningene er mindre enn 70 % av tillatt ved tidspunkt T = 3 år, kan kravet for neste kontrollpunkt T = 9 år også anses oppfylt.

TRV:08383

Inngangsverdier og bruk av kravene: Tillatt forskjell i skjevsetninger er angitt for tidspunktene 3 år og 9 år inn i driftsfasen. For partier som blir funnet å få klart mindre skjevsetninger enn tillatt (< 70 % av tillatt) ved tidspunkt 3 år, er det ikke nødvendig å verifisere at skjevsetningene er akseptable på senere stadium i setningsutviklingen. For partier hvor det må treffes spesielle tiltak for å oppfylle setningskravet, skal begge de angitte tidspunkt alltid undersøkes.

Det er gitt mulighet for å verifisere at forskjellene i skjevsetning blir akseptable for alternative lengdeintervaller, ΔL, henholdsvis 100 m, 50 m og 25 m. Kravene anses altså normalt oppfylt når de er funnet tilfredsstilt for ett av lengdeintervallene. Kravene er imidlertid satt strengere jo større lengdeintervall som betraktes. På partier hvor det må treffes spesielle tiltak for å unngå for store variasjoner i skjevsetningene, forutsettes det at lengdeintervall ΔL = 25 m legges til grunn.

Tillatt forskjell i skjevsetning mellom naboprofiler varierer med, og er styrt av:

• tidsperiode som betraktes
• setningsgivende tidsperiode før banedriften starter (t₀)
• banelengde som betraktes (ΔL)

3.4 Tillatte maksimalsetninger i enkeltprofiler

TRV:08384

Kravspesifikasjon: Tillatte setninger i enkeltprofil skal være iht. Tabell: Tillatt utvikling av maksimale setninger i enkeltprofil (tverrprofil) på nyanlagte banelegemer.

Tabell: Akseptert utvikling av maksimale setninger i enkeltprofil (tverrprofil) på nyanlagte banelegemer

Tidsperioder hvor det stilles setningskrav1)	Tillatt midlere setning i enkeltprofil2)	Tillatt skjevsetning (sideskjevhet) i enkeltprofil3)
T=3 år	24 cm	17 ‰
T=9 år	40 cm	28 ‰

¹⁾ Tiden (T) regnes fra det tidspunkt sporet er ferdig justert, normalt ved driftsstart.

²⁾ Dersom det verifiseres at skjevsetningene er mindre enn 70 % av tillatt ved tidspunkt T = 3 år, kan kravet for neste kontrollpunkt T = 9 år også anses oppfylt.

TRV:08385

Inngangsverdier og bruk av kravene: Tillatte midlere setninger og skjevsetninger i tverrprofiler er angitt for tidspunktene 3 år og 9 år etter driftsstart. For partier som blir funnet å få klart mindre differansesetninger enn tillatt (< 70 % av tillatt) ved tidspunkt 3 år etter driftsstart, er det ikke nødvendig å verifisere at setningene også er akseptable på senere stadium i setningsutviklingen. For partier hvor det må treffes spesielle tiltak for å tilfredsstille setningskravet, skal begge de angitte tidspunkt alltid undersøkes.

Tillatt midlere setning og skjevsetning i enkeltprofiler lokalisert langs banelegemet varierer med og er styrt av

• tidsperiode som betraktes
• setningsgivende tidsperiode før banedriften starter (t₀)

3.5 Akseptable avvik mellom opptredende setninger og krav

TRV:01942

Akseptable avvik: Ved prosjektering av jernbaneanlegg skal setningskravene gitt i

• Tabell: Tillatt utvikling av differansesetninger på langs av nyanlagte baner
• Tabell: Tillatt utvikling av varierende sideskjevheter (skjevsetninger) langs nyanlagte baner
• Tabell: Tillatt utvikling av maksimale setninger i enkeltprofil (tverrprofil) på nyanlagte banelegemer

oppfattes som mål på kritiske partier.

Det innebærer at følgende skal tilstrebes:

• at ingen partier får vesentlig større setninger enn tillatt
• at kritiske partier får setninger omtrent som tillatt

1. Unntak: På kritiske partier aksepteres et avvik på inntil ± 25 % mellom prognoserte og opptredende setninger. Byggherren kan imidlertid bestemme strengere krav for enkeltpartier.

TRV:01943

Varsling: Den geoteknisk prosjekterende skal varsle byggherren dersom usikkerheten av setningsprognosene på kritiske partier vurderes å være større enn akseptgrensene.

3.6 Illustrasjoner av tillatt setningsutvikling i driftsperioden

Akseptert utvikling av differansesetninger og maksimale setninger på langs av nyanlagte banelegemer i henhold til tabellene, er illustrert i Figur: Lengdeprofil av parti med utvikling av maksimalt tillatte setninger og differansesetninger i driftsperioden. Setningene som er angitt i figuren ventes å gi behov for 2 - 3 justeringer av sporet og kontaktledningen i løpet av de 9 første driftsårene. De viste setningene gjelder altså for et spor som ikke blir justert.

Figur: Lengdeprofil av parti med utvikling av maksimalt tillatte setninger og differansesetninger i driftsperioden

Akseptert utvikling av sideskjevheter (skjevsetninger) på tvers av nyanlagte banelegemer i henhold til Tabell: Tillatt utvikling av varierende sideskjevheter (skjevsetninger) langs nyanlagte baner og Tabell: Akseptert utvikling av maksimale setninger i enkeltprofil (tverrprofil) på nyanlagte banelegemer er illustrert i Figur: Eksempel på parti med utvikling av maksimalt tillatte skjevsetninger i driftsperioden. Sideskjevhetene som er angitt i figuren ventes å gi behov for 2-3 justeringer av sporet og kontaktledningen i løpet av de 9 første driftsårene. De viste setningene gjelder altså for et spor som ikke blir justert.

Figur: Eksempel på parti med utvikling av maksimalt tillatte skjevsetninger i driftsperioden

3.7 Krav til økning av formasjonsplanets bredde

TRV:01944

Formasjonsplanets bredde: Ved forventede setninger større enn 20 cm skal bredden av formasjonsplanet vurderes øket, slik at krav til skulderbredde, lengde av stikkrenner, plassering av kabelkanal mv. ved ev. løfting av sporet i driftsfasen, blir ivaretatt.

3.8 Setningskrav i forhold til jernbanens mastefundamenter

Ved prosjektering og utbygging av jernbaneanlegg etter regelverkets setningskrav er det gitt en del forutsetninger spesielt for mastefundamenter.

TRV:01945

Fundamentering av KL-master: Ved fundamentering av KL-mastene skal en av følgende tre mål legges til grunn, avhengig av de stedlige forholdene:

1. mest mulig lik setningsutvikling av mastefundament og banelegeme i driftsperioden
2. mindre setning av mastefundamentene enn av banelegemet
3. minst mulig setning av mastefundamentene i driftsperioden

TRV:01946

Mål for mastefundamentering: Valg av mål for mastefundamenteringen skal baseres på Tabell: Mål som tilstrebes for mastefundamenteringen avhengig av stedlige forhold.

Tabell: Mål som tilstrebes for mastefundamenteringen avhengig av stedlige forhold

Lengde av setningsgivende parti	Setninger av banelegemet	Mål for mastefundamenteringen
		1	2	3
Kortere enn ca. 150 m	Klart mindre enn tillatt1)		(x)	x
	Omtrent som tillatt2)		x	(x)
Lenger enn ca. 150 m	Klart mindre enn tillatt1)	(x)	x
	Omtrent som tillatt2)	x	(x)

¹⁾ Setninger av banelegemet er akseptable uten bruk av spesielle setningsreduserende tiltak

²⁾ Parti som er kritisk med hensyn på setninger av banelegemet

For korte setningsgivende partier (kortere enn ca. 150 m) er det en fordel om mastefundamentene setter seg mindre enn sporet i driftsperioden. Der fundamenteringsforholdene ligger til rette for det, bør det på slike korte partier velges en fundamenteringsmåte som gir minst mulig setning av mastefundamentene i driftsperioden.

TRV:01947

Lengre setningsgivende partier: På lengre setningsgivende partier (lenger enn ca. 150 m) skal det, avhengig av fundamenteringsforholdene, velges en fundamenteringsmåte som enten gir lik eller noe mindre setning av mastefundamentene sammenlignet med banelegemet. Større setninger av mastefundamentene enn av sporet må alltid søkes unngått.

Utgangspunktet for mastefundamenteringen på lengre setningsgivende partier er en harmonisk setningsutvikling i driftsperioden, som definert ved alt.1. Omfattende tiltak for å redusere setningene spesielt for mastefundamentene er derfor sjelden aktuelt over lengre strekninger.

3.9 Setningskrav for ballastfritt spor i dagsone

Mens ballastspor har relativt stort rom for å justere sporet for å kompensere for setninger i underbygningen, er justeringsmonnet betydelig mindre for ballastfritt spor. Derfor dikterer justeringsmulighetene som ligger i befestigelsen for skinnene hvor store setninger som kan tillates. Nulltidspunktet regnes å være når det bundne forsterkningslaget og sporplatene anlegges, fram til dette tidspunktet kan jevnheten av det ubundne forsterkningslaget korrigeres, og etter dette tidspunktet gjelder kriterier for hvor store setninger og differansesetninger som tillates. Mest kritisk er antatt å være differansesetninger i fyllinger inn til faste punkt som brulandkar, eller hvor sporet går over fra å ligge på berg til å være fundamentert på løsmasser. I en liggetid etter at det ubundne forsterkningslaget er lagt ut, og før det bundne forsterkningslaget og sporplatene anlegges, måles setningsutviklingen. Basert på disse målingene kan estimatet for langtidssetninger korrigeres. Med langtidssetninger menes her setninger som utvikler seg i hele levetiden etter at det bundne forsterkningslaget og sporplatene er anlagt. Dersom det korrigerte estimatet er innenfor kriteriene kan det bundne forsterkninglaget og sporplatene anlegges, i motsatt fall iverksettes korrigerende tiltak eller liggetiden forlenges. Fordi kriteriene er strenge omfatter de også dype skjæringer dersom svelling eller heving av undergrunnen kan forventes på grunn av terrengavlasting.

3.9.1 Generelt

TRV:01948

Pågående og forventede videre setninger: Innen det hydraulisk bundne forsterkingslaget (HBL) og sporplatene anlegges skal pågående og forventede videre setninger i fyllingen eller hevinger i skjæringen behandles.

TRV:01949

Oppståtte setninger: Setninger som har oppstått i liggetiden skal korrigeres før det bundne forsterkingslaget legges.

TRV:01950

Forventede videre setninger eller hevinger som oppstår etter liggetid: Forventede videre setninger eller hevinger som oppstår etter liggetid skal tilfredsstille kravene definert i Underbygning/Prosjektering og bygging/Setninger#Liggetid

3.9.2 Liggetid

TRV:01951

Liggetid for fyllinger: Fyllinger skal ha minst 1 års liggetid før det bundne forsterkningslaget og sporplatene legges.

1. Unntak: Fyllinger med mindre høyde enn 3,0 m, som ligger direkte på berg eller på pelede fundamenter, kan liggetiden være 2 måneder i frostfri periode.

TRV:01952

Ferdigstilling før liggetiden: Drenering og stikkrenner samt fundamentering av kontaktledningsfundament, støyskjermer og lignende skal utføres i forbindelse med bygging av fyllingen og være ferdigstilt før liggetiden begynner.

3.9.3 Setningsmålinger i liggetiden

TRV:01953

Målepunkter i og ved sporet:

• Målepunkter for setningsmåling under liggetiden skal etableres i sporenes senterlinje med c/c-avstand på 10 m langs sporet.
• For hver 20. m skal det i tillegg til målepunktene i sporenes senterlinje også etableres ytterligere to målepunkter, ett på hver skulder nær kanten av fyllingen.

1. Unntak: For fyllinger med høyde 2-3 m på berg eller på pelefundamenter kan målepunktene etableres med c/c-avstand på 50 m langs sporet plassert på hver skulder nær kanten av fyllingen.
2. Unntak: For fyllinger lavere enn 2 m på berg eller på pelefundamenter kreves ikke setningsmålinger.
3. Utførelse: Under liggetiden skal setningsmålinger utføres på hele strekningen unntatt på bruer og i tunneler.

TRV:01958

Frekvens for setningsmålinger: Setninger skal måles med jevne tidsintervall minst 2 ganger per måned, og siste måling innen 14 dager før forsterkningslaget av bundet materiale anlegges.

3.9.4 Vurdering av setningsmålinger

TRV:01959

Forventet setningsutvikling: Beregninger av forventet setningsutvikling skal foreligge før fyllingen etableres. Beregnede setninger kalibreres mot måleresultatene, og resulterende forventede setninger eller hevinger mot tid skal vises som en kontinuerlig kurve for de første 80 årene etter etablering av det bundne forsterkingslaget og sporplaten.

TRV:01960

Totalsetninger: Totalsetninger etter 80 år langs sporet etter etablering av det bundne forsterkingslaget og sporplaten skal ikke overskride verdiene gitt i Tabell: Tillatt totalsetning og tillatt differansesetning mellom to punkt og illustrert i Figur: Tillatt totalsetning og differansesetning.

TRV:01961

Total differansesetning: Total differansesetning på tvers av sporet skal ikke overstige 1:1000 på noe tidspunkt etter legging av sporplate.

Tabell: Tillatt totalsetning og tillatt differansesetning mellom to punkt

Avstand fra fast punkt (m)	Maksimalt tillatt totalsetning 80 år etter legging av sporplate (mm)	Tillatt differansesetning mellom to punkt i lengderetning etter legging av sporplate
0 - 10		1:1000
10 - 20	10	1:1000
20 - 30		1:500
30 - 50	30	1:500
50 - 55		1:500
≥ 55	40	1:500

Figur: Tillatt totalsetning og differansesetning

4 Krav til den geotekniske prosjekteringen

De angitte krav til kontrollert deformasjonsutvikling innebærer behov for systematisk og målrettet behandling av setningsproblematikken på prosjekteringsstadiet.

Ved prosjektering etter foreliggende regelverk må tidsutviklingen av setningene i driftsfasen beregnes. Da lengden av den setningsgivende perioden før banedriften starter (t₀) influerer sterkt på setningshastigheten de første årene av driftsperioden, må den prosjekterende alltid ta byggetiden (og eventuell liggetid i forlengelsen av denne) i betraktning når setningsprognose inn i driftsfasen utarbeides.

Når setningskravene først er definert, avgrenses prosjekteringsoppgaven til å planlegge slik at setningene holder seg innenfor fastlagte grenseverdier, gitt ved tillatte setninger etter 3 og 9 års driftstid.

Nedenfor gis noen viktige forutsetninger som normalt skal legges til grunn for den geotekniske del av prosjekteringen.

TRV:08388

Geotekniske forundersøkelser og analyser: Så langt det er hensiktsmessig skal grunnundersøkelser og geoteknisk prosjektering baseres på en trinnvis arbeidsgang. Dette for å sikre at undersøkelsene får et omfang som er tilpasset ambisjonsnivået, og at det for eksempel ikke utføres unødig detaljerte undersøkelser på partier hvor setninger og stabilitet er uproblematisk. Naturlig målsetting for et trinnvist opplegg for grunnundersøkelser og setningsberegninger er anskueliggjort i Tabell: Skissert opplegg for trinnvise grunnundersøkelser og setningsvurderinger.

Tabell: Skissert opplegg for trinnvise grunnundersøkelser og setningsvurderinger

Trinn	Målsetting for grunnundersøkelser	Aktuelle setningsberegninger (og stabilitetsberegninger)
1	Identifisere punkter/partier med mulige setningsproblemer	Overslagsberegninger med antatt karakteristiske parametre
2	Klarlegge hvor det er behov for grunnforsterkningstiltak	Følsomhetsanalyser med variasjon av usikre parametre og beregningsforutsetninger
3	Gi grunnlag for endelig valg og utforming av forsterkningstiltakene	Beregninger av alternative fundamenteringsløsninger

Erfaringer tilsier at visse områder og forhold bør vies spesiell oppmerksomhet under prosjekteringen:

• i områder hvor grunnforholdene endrer seg: for eksempel fra leire/silt til friksjonsjord eller morene og i overganger mot fjell
• i leire med høy sensitivitet (her kan det være artesiske porevannstrykk grunnet underjordiske høyderygger med vannførende friksjonsjord eller grovere lag mot oppstikkende fjell
• nær vassdrag og i områder med forekomst av organisk leire

TRV:01962

Setningskrav tilpasset ambisjonsnivået: Bruken av kravene til differansesetninger og sideskjevheter på ulike stadier i prosjekteringen skal tilpasses ambisjonsnivået på det aktuelle prosjekteringsstadiet. Normal tilpassing mellom ambisjonsnivå og setningskrav er som vist i Tabell: Anbefalt bruk av setningskravene på ulike stadier under prosjekteringen.

Tabell: Anbefalt bruk av setningskravene på ulike stadier under prosjekteringen

Ambisjonsnivå for geotekniske undersøkelser og analyser	Setningskrav som legges til grunn1)
	Krav gitt for ΔL = 100 m	Krav gitt for ΔL = 50 m	Krav gitt for ΔL = 25 m
Mulige problempunkter identifiseres	x	(x)
Fastlegging av kritiske partier (som trolig trenger spesielle tiltak)		x	(x)
Valg av fundamenteringstiltak på kritiske partier			x

¹⁾ Jf. kravspesifikasjonene i Tabell: Tillatt utvikling av differansesetninger på langs av nyanlagte baner og Tabell: Tillatt utvikling av varierende sideskjevheter (skjevsetninger) langs nyanlagte baner.

TRV:01963

Setningsutjevning av kritiske partier: For partier som forventes å få større differansesetninger, skjevsetninger eller maksimalsetninger større enn angitt i Tabell: Tillatte setninger for banelegemet i driftsfasen skal det benyttes setningsreduserende tiltak i henhold til følgende prinsipper:

• der maksimalsetningene ikke er kritiske, skal nødvendig setningsutjevning vektlegges framfor generell setningsreduksjon
• økonomisk gunstige tiltak velges for å oppnå nødvendig setningsreduksjon og setningsutjevning
• byggeperioden utnyttes til setningsutjevning der dette er mulig

4.1 Bruk av setningsreduserende tiltak

Planlegging av setningsreduserende tiltak er en integrert del av prosjekteringen. I prinsippet velges det mellom tre typer tiltak, gruppert etter funksjon/virkemåte:

1. Redusere tilleggsbelastningene på setningsgivende jordlag
2. Øke jordstivheten
3. Øke setningsutviklingen i byggeperioden

En oversikt over de mest aktuelle metodene for setningsreduksjon og deres primære og sekundære virkemåter er vist i Tabell: Virkemåter for setningsreduserende tiltak. I enkelte tilfeller kan det være aktuelt å kombinere flere metoder. Mest aktuelle kombinasjonsløsninger er forbelastning i kombinasjon med vertikale dren og masseutskifting med lette fyllmasser (det siste dersom helt kompensert fundamentering ønskes). På forsøksstrekningen på Hovedbanen er KC-peler kombinert med lette fyllmasser.

Tabell: Virkemåter for setningsreduserende tiltak

Tiltak/metode	Virkemåter
	Redusert tilleggsbelastning	Økt jordstivhet	Økt setningsutvikling i byggeperioden
Økt liggetid av fyllinger		B	A
Masseutskifting		A
Forbelastning		B	A
Lette fyllmasser	A
KC-peler		A	B
Vertikale dren		B	A
Elektroosmose		A	B
Peler under fylling	A
Bru	A

A: primær virkemåte

B: sekundær virkemåte

Behovet for setningsreduserende tiltak fastlegges med grunnlag i beregninger og vurdering av forventede setninger målt opp mot gitte setningskrav. Størst behov for tiltak vil normalt være på følgende steder:

• Partier med endring i grunnforholdene; særlig inn mot fast fjell
• Fyllingsavslutninger inn mot faste konstruksjoner (bruer, kulverter)
• Korte fyllingspartier
• Partier med sterkt varierende fyllingshøyde
• Partier med tidligere oppfylling
• Partier over bekker og elver

Valg og utforming av tiltakene vurderes i hvert enkelt tilfelle; helst med basis i en teknisk og økonomisk vurdering av flere alternativer. Nødvendig omfang av tiltakene, og dermed også kostnadene, øker sterkt med fyllingshøyden. På setningsgivende grunn er det derfor viktig at høye fyllinger legges ut så tidlig som mulig, og at eventuelle tiltak i forbindelse med slike fyllinger optimaliseres godt. Erfaringer har vist at det kreves mer omfattende tiltak for å jevne ut overganger mellom bløt og fastere grunn enn for å jevne ut setningsforskjeller som skyldes varierende fyllingshøyde.

5 Setningsoppfølging

5.1 Generelt

TRV:01965

System for oppfølging av setninger: Et system for oppfølging av setninger i anleggs- og driftsfasen skal vurderes under prosjekteringen av nye banestrekninger på bløt grunn.

TRV:01966

Beskrivelse i anbudsdokumenter: Systemet bør beskrives i anbudsdokumentene.

En setningsoppfølging vil gi grunnlag for å

• følge opp setningene i anleggsfasen, spesielt ved trinnvis oppbygging av fyllinger
• sammenligne opptredende og prosjekterte setninger
• undersøke effekten av ulike setningsreduserende tiltak
• følge setningsutviklingen mellom banelegeme og master
• følge setningsutviklingen over tid
• følge sammenhengen mellom sporfeil og setninger
• identifisere problemområder for drift og vedlikehold pga. setninger
• evaluere setningskravene

TRV:01967

Metoder for setningsoppfølging: Det kan velges alternative metoder for setningsoppfølging som

• målinger i spesielle slanger lagt under hele fyllingsbredden (i hele tverrprofilet)
• setningsmåling i enkeltpunkter
• nivellement og målinger tilknyttet banens geodetiske fastmerkepunkter

5.2 Setningsoppfølging med setningsslanger

For å kunne følge setningsutvikling på spesielt utsatte partier, og for å vinne erfaring med ev. setningsreduserende tiltak som gjøres, kan det legges ut slanger for måling av setning under fyllinger mv.

Det kan f.eks. benyttes fleksible polyetylenrør med diameter 75 mm eller større med glatt innvendig overflate. Slangeendene utstyres med avtakbart lokk.

Slangene kan legges under fylling på naturlig grunn, slik at en helt unngår innvirkning av egensetning i overliggende fylling. Rørene omfylles med grus, slik at de er beskyttet mot skader. Det angis nøyaktig hvor slangeender befinner seg, lengde på utlagt slange o.l.

Det kan ofte anleggsmessig være lettere å komme til når fylling er lagt ut opp til traubunn. Som regel vil egensetningene i fyllingen være beskjedne i forhold til setning i undergrunnen, og det er derfor tilstrekkelig å måle på traubunn. Imidlertid går en da glipp av de setninger som ev. har utviklet seg mens fylling opp til traubunn bygges, og det må derfor være en avveining i det enkelte tilfelle hva som er den beste praktiske løsningen. Det er fordelaktig at slanger legges så tidlig som mulig under anleggsarbeidene.

Måling kan gjøres med hydraulisk slangesetningsmåler, som i prinsippet er en væskefylt slange med en målesonde i enden. Høydeforskjell mellom målesonde og måleapparat registreres etter hvert som målesonden skyves inn i slangen.

5.3 Målinger

Da setningskravene konsentrerer seg om avstander hhv. 25, 50 og 100 m som intervaller for setningsberegninger, er det fordeølaktig at setningsmålingene også utføres med de samme intervaller for å få et grunnlag som kan sammenlignes med de utførte beregningene.

Måling bør komme i gang så raskt som mulig, da setningene ofte går raskest til å begynne med. Særlig er det viktig at en referansemåling utføres tidlig, slik at en har et «0-punkt» for øvrige målinger.

Målehyppigheten vil være størst i byggeperioden og tidlig i driftsfasen, og kan senere avta mot kontrollpunktene 3 og 9 års driftstid, justert i forhold til tendensen i setningsutviklingen.

Måling i forhold til tilfeldig valgte «fastpunkter» kan ofte vise seg å være problematisk, i det merkene forsvinner under anleggsarbeidene. Høydebestemmelse av fastmerkene så tidlig som mulig er derfor viktig, slik at eksakte høyder for setningsslanger, setningsbolter og stenger blir pålitelig fastlagt. Der G-VUL etableres langs banen kan dette vurderes benyttet som høydereferanse for setningsmålingene.