Dimensioneringspraksis for støtte- og spunsvægge

Transkript

1 Dimensioneringspraksis for støtte- og spunsvægge Avancerede analyseværktøjer Frands Haahr 1

2 Indhold Avancerede analyseværktøjer Dimensionering (SPOOKS EPC-optimeret) Havnekonstruktioner Dobbelte spunsvægsfangedæmninger Byggegruber Erfaringer - anbefalinger Fremtidens udfordringer Den ultimative jordtryksteori (< 2023)? 2

3 Avancerede analyseværktøjer SPOOKS (program til dimensionering af støtte- og ankervægge, ULS og ALS) ABAQUS (avanceret FEM-program deformationsanalyse, SLS) PLAXIS 2D (discount FEM-program deformationsanalyse, SLS) SLOPE (avanceret program til stabilitetsanalyser, ULS og ALS) 3

4 Dimensionering (SPOOKS) 4

5 Havnekonstruktioner Spunsvægge med gravitationsankre Dimensionering af frontvæg (SPOOKS) Dimensionering af ankerplader/-spuns (regneark - SPOOKS) Fastlæggelse af ankerlængde (stabilitetsanalyse fx SLOPE) Totalstabiliteten? (SLOPE, ABAQUS PLAXIS?) Deformationsanalyse (sjældent nødvendige, ABAQUS - PLAXIS) 5

6 Havnekonstruktioner Bent Hansen s doktorafhandling (1965) 6

7 Kontrol af ankerlængde Larvik Stykgodskaj - PLAXIS 7

8 Dobbelte spunsvægsfangedæmninger Dimensioneringsprocedure Dimensionering af frontvæg (SPOOKS) Dimensionering af bagvæg (SPOOKS) Sikring af totalstabiliteten (SLOPE) (dybelvirkning NKO (1986) Memorandum om dimensionering af spunsvægskonstruktioner el. HL & JBH (1965) Geoteknik) Deformationsanalyse (sjældent nødvendige, ABAQUS-PLAXIS) 8

9 Havnekonstruktioner Fredericia Havn Fredericia Kaj 19 Geometri

10 Havnekonstruktioner Fredericia Havn Fredericia Kaj 19 Totalstabilitetsanalyse Brud under bagvæg (F s = 1,00 ) 10

11 Havnekonstruktioner Fredericia Havn Fredericia Kaj 19 - Totalstabilitetsanalyse Brud gennem bagvæg dybelvirkning (F s = 1,00 ) 11

12 Havnekonstruktioner Fredericia Havn Fredericia Kaj 19 Totalstabilitetsanalyse/-vurdering - PLAXIS Brud gennem bagvæg simulering af dybelvirkning 12

13 13

14 Byggegruber Støttevægge med indvendige afstivninger el. jordankre Dimensionering af væg (spunsvæg, Københavnervæg etc. (SPOOKS) Dimensionering af jordankre eller indvendige afstivninger Fastlæggelse af ankerlængde (stabilitetsanalyse fx SLOPE el. ABAQUS - PLAXIS) Totalstabiliteten? (SLOPE, ABAQUS PLAXIS?) Deformationsanalyse (sætningsfølsomme nabokonstruktioner, ABAQUS PLAXIS) 14

15 Byggegrube med jordankre København: PLAXIS ϕ-c reduktion (Sum Msf = 1,47) 15

16 Byggegrube Et ukendt sted i DK Eksempel 4 Deformationsanalyse af byggegrubespuns 16

17 Byggegrube Et ukendt sted i DK Udgravning Incremental strains (SLS) (SLS) Udgravning (ULS) Sum Msf = 1,34 17

18 Erfaringer - anbefalinger Brug tid på at kalibrere programmerne mod kendte resultater for simple problemstillinger (analytiske løsninger) Stol ikke på de modtagne geotekniske parametre udfør en grundig vurdering af resultaterne fra den geotekniske undersøgelse Brug hovedet ved opsætning af model (ikke nødvendigvis god løsning med en ekstrem stor detaljeringsgrad) Lad programmerne selv finde de kritiske brudlinier - hvis muligt Check resultaterne (håndberegninger, små hjemmelavede regneark eller med andre programmer) 18

19 Erfaringer - anbefalinger Forfinede/forbedrede beregningsværktøjer (numeriske metoder) medfører bedre (mere korrekte) resultater, med deraf følgende lavere sikkerheder (totalsikkerheder), hvorved vi som geotekniske beregnere straffes urimeligt. Er der behov for at introducere en modelfaktor (γ Model ) på de beregnede resultater, og i bekræftende fald, hvorledes bestemmes denne? FEM er ikke anvendelig til dimensionering (ULS), men derimod det eneste alternativ til realistiske /pragmatiske deformationsberegninger (SLS) 19

20 Fremtidens udfordringer Fjern spøgelset manglende lodret ligevægt i EPC Ankerkraftens indflydelse på det aktive jordtryk? c på aktivsiden (under den halve udgravningsdybde) Realistiske værdier af den relative ruhed i udrænet tilstand (KM -Thyborøn 1995?), r 0,4 á 0,6 (SPOOKS-kursus ) Dimensionering efter erfaringsregler (EC7-2009):? 1 ) EPC med partialkoefficienter fra DS415:1984 er en sikker vinder. 2) Danish Rule med 1952-normen er den ultimative løsning (KM-1992)? 20

21 99 ÅR VAR NORMEN Knud Mortensen (1992): Funderingsnormens sikkerhedskrav 21

22 Vi overdimensionerer vore spunsvægge KM (1992) 22

23 Den ultimative jordtryksteori (< 2023) Danish Rule = Aflastningsparablen blev offentliggjort i Ingenøren DGF s mål: Den ultimative jordtryksteori ser dagens lys inden 100 års jubilæet for den første banebrydende jordtryksteori i DK. Det skylder vi Rud. Christiani (1906), C.Jensen (1923), JBH m.fl.. Bidrag til erfaringer med denne ultimative teori ved hele tiden at forbedre den eksisterende EPC-teori med eksempler og kreative løsninger til problemstillinger som du mener kan/bør implementeres. Modificeret udgave af SPOOKS (realistisk?) Alternativ løsning ingen ændringer nødvendige! 23