Underbygning/Prosjektering og bygging/Setninger
Innhold
- 1 Hensikt og omfang
- 2 Anvendelse av setningskrav
- 3 Tillatte setninger i driftsfasen
- 3.1 Prinsipper
- 3.2 Tillatt utvikling av differansesetninger i banens lengdeprofil
- 3.3 Tillatt variasjon av sideskjevheter langs banelegemet
- 3.4 Tillatte maksimalsetninger i enkeltprofiler
- 3.5 Akseptable avvik mellom opptredende setninger og krav
- 3.6 Illustrasjon av tillatt setningsutvikling i driftsperioden
- 3.7 Krav til økning av formasjonsplanets bredde
- 3.8 Setningskrav i forhold til jernbanens mastefundamenter
- 3.9 Setningskrav for ballastfritt spor i dagsone
- 4 Krav til den geotekniske prosjekteringen
- 5 Setningsoppfølging
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:01935
a) Setningskravene gitt i dette regelverket gjelder for utbygging av nye K0-baner (dvs. baner med strekningshastighet ≥ 145 km/h).
TRV:01936
b) Kravene skal anvendes både ved prosjektering av nyanlegg og ved ombygginger av eksisterende banestrekninger til K0-standard.
TRV:01937
c) Disse kravene skal 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.
TRV:01938
d) Mindre strenge setningskrav enn kravene skal ikke legges til grunn på banestrekninger som skal bygges ut til K0-standard.
3 Tillatte setninger i driftsfasen
3.1 Prinsipper
TRV:01939
a) Tillatte setninger for banelegemet i driftsfasen er gitt i Tabell: Tillatte setninger for banelegemet i driftsfasen. Denne tabellen er grunnleggende for regelverkets setningskrav, og gjelder både for maksimalsetninger i enkeltprofil og variasjoner i setningsutviklingen på langs og på tvers av banelegemet. Hovedveketen 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 kravspesifikasjonene:
- 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).
| 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.
TRV:01940
b) Ved vurdering av setningene på et gitt sted må 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.
TRV:01941
c) Lengden av den setningsgivende perioden før banedriften starter (t0) influerer sterkt på setningshastigheten de første årene av driftsperioden. Innvirkning av byggeperiodens lengde på setningene i driftsperioden skal derfor alltid tas i betraktning ved prosjekteringen.
3.2 Tillatt utvikling av differansesetninger i banens lengdeprofil
3.2.1 Kravspesifikasjon
Med henblikk på varierende setninger i banens lengderetning gjelder Tabell: Tillatt utvikling av differansesetninger på langs av nyanlagte baner som setningskrav.
| 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.
3.2.2 Inngangsverdier og bruk av kravene
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)
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, må begge de angitte tidsperiodene alltid undersøkes.</nowiki>
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.
3.3 Tillatt variasjon av sideskjevheter langs banelegemet
3.3.1 Kravspesifikasjon
Med henblikk på varierende sideskjevheter langs banelegemet gjelder Tabell: Tillatt utvikling av varierende sideskjevheter (skjevsetninger) langs nyanlagte baner som setningskrav.
| 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.
3.3.2 Inngangsverdier og bruk av kravene
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)
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, må 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.
3.4 Tillatte maksimalsetninger i enkeltprofiler
3.4.1 Kravspesifikasjon
Med henblikk på setninger i enkeltprofil gjelder 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.
3.4.2 Inngangsverdier og bruk av kravene
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)
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, må begge de angitte tidspunkt alltid undersøkes.
3.5 Akseptable avvik mellom opptredende setninger og krav
TRV:01942
a) 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 og Tabell: Akseptert utvikling av maksimale setninger i enkeltprofil (tverrprofil) på nyanlagte banelegemer oppfattes som en målsetting på kritiske partier. Det innebærer at følgende tilstrebes:
- at ingen partier får vesentlig større setninger enn tillatt
- at kritiske partier får setninger omtrent som tillatt
På kritiske partier aksepteres et avvik på inntil ± 25 % mellom prognoserte og opptredende setninger. Byggherren kan imidlertid bestemme strengere krav for enkeltpartier.
TRV:01943
b) Den geoteknisk prosjekterende skal varsle byggherren dersom usikkerheten av setningsprognosene på kritiske partier vurderes å være større enn akseptgrensene.
3.6 Illustrasjon av tillatt setningsutvikling i driftsperioden
3.6.1 Tillatte setninger i lengdeprofilet
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.
3.6.2 Tillatte skjevsetninger
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.
3.7 Krav til økning av formasjonsplanets bredde
TRV:01944
a) 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 evt. 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
a) Ved fundamentering av KL-mastene skal en av følgende tre mål legges til grunn, avhengig av de stedlige forholdene:
- mest mulig lik setningsutvikling av mastefundament og banelegeme i driftsperioden
- mindre setning av mastefundamentene enn av banelegemet
- minst mulig setning av mastefundamentene i driftsperioden
TRV:01946
b) Valg av mål for mastefundamenteringen skal baseres på 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) | |||
| Omtrent som tillatt2) | ||||
| Lenger enn ca. 150 m | Klart mindre enn tillatt1) | |||
| Omtrent som tillatt2) | ||||
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
c) 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
3.9.1 Generelt
TRV:01948
a) Innen det hydraulisk bundne forsterkingslaget (HBL) og sporplatene anlegges skal pågående og forventa videre setninger i fyllingen eller hevinger i skjæringen behandles.
TRV:01949
b) Setninger som har oppstått i liggetiden (se nedenfor) korrigeres før det bundne forsterkingslaget legges.
TRV:01950
c) Forventa videre setninger eller hevinger som oppstår etter liggetid skal tilfredsstille kravene definert i dette kapitlet.
3.9.2 Liggetid
TRV:01951
a) Fyllinger skal ha minst 1 års liggetid før det bundne forsterkingslaget og sporplatene legges, unntatt fyllinger med mindre høyde enn 3,0 m som ligger direkte på berg eller på pelede fundamenter, hvor liggetiden kan være 2 måneder i frostfri periode.
TRV:01952
b) 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 liggetid
TRV:01953
a) Målepunkter for setningsmåling under liggetiden skal etableres i sporenes senterlinje med c/c avstand på 10 m langs sporet.
TRV:01954
b) For hver 20 m etableres i tillegg til målepunktene i sporenes senterlinje også ytterligere to målepunkter, ett på hver skulder nær kanten av fyllingen.
TRV:01955
c) For fyllinger med høyde 2 til 3 m på berg eller på pelefundamenter kan målepunktene etableres med c/c 50 m, ett på hver skulder nær kanten av fyllingen.
TRV:01956
d) For fyllinger lavere enn 2 m på berg eller på pelefundamenter kreves ikke setningsmålinger.
TRV:01957
e) Under liggetiden skal setningsmålinger utføres på hele strekningen unntatt på bruer og i tunneler.
TRV:01958
f) Setninger måles med jevne tidsintervall minst 2 ganger per måned, og siste måling innen 14 dager før forsterkingslaget av bundet materiale anlegges.
3.9.4 Vurdering av setningsmålinger
TRV:01959
a) Beregninger av forventa setningsutvikling skal foreligge før fyllingen etableres. Beregna setninger kalibreres mot måleresultatene, og resulterende forventa 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
b) 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
c) Total differansesetning tvers på sporet skal ikke overstige 1:1000 på noe tidspunkt etter legging av sporplate.
| 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 |
|---|---|---|
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.
4.1 Geotekniske forundersøkelser og analyser
Hensikten med geotekniske forundersøkelser er å skaffe til veie et tilstrekkelig godt geoteknisk prosjekteringsgrunnlag. For jernbaneanlegg må forundersøkelsene gi grunnlag for å beregne både setninger og stabilitet. Begge problemstillingene må derfor ivartetas ved planlegging og gjennomføring av grunnundersøkelsene.
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.
| 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
4.2 Setningskrav tilpasset ambisjonsnivået
TRV:01962
a) 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.
| 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 | |
| a) Mulige problempunkter identifiseres | |||
| b) Fastlegging av kritiske partier (som trolig trenger spesielle tiltak) | |||
| c) Valg av fundamenteringstiltak på kritiske partier | |||
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.
4.3 Setningsutjevning av kritiske partier
TRV:01963
a) Det skal normalt bare benyttes setningsreduserende tiltak på partier som forventes å få større differansesetninger, skjevsetninger eller maksimalsetninger større enn angitt i Tabell: Tillatte setninger for banelegemet i driftsfasen.
TRV:01964
b) For å unngå unødig store kostnader til fundamenteringstiltak på kritiske partier skal følgende prinsipper følges:
- 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
4.4 Bruk av setningsreduserende tiltak
Planlegging av setningsreduserende tiltak er en integrert del av prosjekteringen. I prinsippet kan velges mellom tre typer tiltak, gruppert etter funksjon/virkemåte:
- Redusere tilleggsbelastningene på setningsgivende jordlag
- Øke jordstivheten
- 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.
| Tiltak/metode | Virkemåter | ||
|---|---|---|---|
| Redusert tilleggsbelastning | Økt jordstivhet | Økt setningsutvikling i byggeperioden | |
| Økt liggetid av fyllinger | |||
| Masseutskifting | |||
| Forbelastning | |||
| Lette fyllmasser | |||
| KC-peler | |||
| Vertikale dren | |||
| Elektroosmose | |||
| Peler under fylling | |||
| Bru | |||
A: primær virkemåte
B: sekundær virkemåte
Behovet for setningsreduserende tiltak må 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 må 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
a) Et system for oppfølging av setninger i anleggs- og driftsfasen skal vurderes under prosjekteringen av nye banestrekninger på bløt grunn.
TRV:01966
b) Systemet bør beskrives i anbudsdokumentene.
- 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
c) 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
Det kan f.eks. benyttes fleksible polyetylenrør med diameter 75 mm eller større. Disse må ha glatt overflate innvendig. Slangeendene skal 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 må nøyaktig angis 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 evt. 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. Slanger bør uansett 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
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 må være størst i byggeperioden og tidlig i driftsfasen, og kan senere tynnes ut 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.
