Randers. Hobrovej 24 Byggeri i 5 etager med parterre Byggegrubeindfatning, strækning mod nord

Transkript

1 Byggeri i 5 etager med parterre Byggegrubeindfatning, strækning mod nord Geo projekt nr Rapport 2, Sammenfatning Det er planlagt at opføre en ny bygning på Hobrovej 24 i Randers. I forbindelse med byggeriet skal der graves tæt på og dybere end eksisterende funderingsniveau for en nabobygning mod nord. For at udgravningerne kan gennemføres er der behov for at etablere en midlertidig og forankret afstivningsvæg. Geo er af VOGNSEN A/S bedt om at dimensionere denne væg. Resultaterne af beregningerne fremgår af nærværende rapport. Sødalsparken 12, DK-8220 Brabrand Tlf.: geo@geo.dk - CVR-nr:

2 Geo projekt nr Rapport 2, Rekvirentens ref.: Udarbejdet for VOGNSEN RÅDGIVENDE INGENIØRER A/S Udbyhøjvej Randers NØ Att.: Per Bonde Udarbejdet af Glenn Reason Kontrolleret af Torben Thorsen Indhold 1 Indledning 3 2 Jordbunds- og grundvandsforhold 4 3 Beregninger Normer og sikkerhed Laster Geometri og konstruktionselementer Jordparametre 7 4 Resultater Sekantpælevæg Deformationer 7 Bilag 2.1 Inputparametre PLAXIS Appendiks 2.A Belastninger ,, Rapport: 2, Side 2/8

3 1 Indledning I forbindelse med projektet på Hobrovej 24 i Randers skal der etableres en midlertidig indfatningsvæg mod vest, nord og øst. Nærværende rapport vedrører den nordlige indfatningsvæg som etableres tæt på nabofundamenter. Indfatningsvæggen udføres som en forankret sekantpælevæg i dimensionen Ø530 og armeret med HE260B profiler i hver anden sekantpæl. Afstivningen udføres med indborede line-ankre etableret med en hældning på 45 med vandret og pr. ca. 2 m. Der udføres endvidere stræk på væggen som kan føre det virkende jordtryk til forankringerne. Væggen skal føres tilstrækkeligt forbi det vestlige og østlige gavlhjørne af den eksisterende bygning. Nabobygning Sekantpælevæg Figur 2.1 Kælderplan VOGNSEN A/S har jf. nedenstående udført et principsnit i væggen ved den nordlige bygning, der beskriver forholdene omkring afstivningsvæggen. VOGNSEN A/S har endvidere oplyst størrelsen af lasterne på de eksisterende fundamenter. Oplysninger og belastninger fremgår af appendiks 2.A ,, Rapport: 2, Side 3/8

4 Figur 2.1 Principsnit, afstivningsvæg udføres dog som sekantpælevæg med top i eksisterende terræn (kote 40,5) Geo har jf. rapport 1 udført geotekniske undersøgelser for byggeriet og udledt parametre til brug for dimensioneringen af funderingen og afstivningsvægge. Nærværende rapport omfatter alene afstivningsvæggen mod den nordlige nabobygning. Projektet er udført efter retningslinjerne i bl.a. geotekniknormen 1. Projektet er placeret i geoteknisk kategori 2, og beregningerne er henført til konsekvensklasse 2 (CC2). Såfremt højden af nabobygningen eller andre forhold betinger anvendelse af CC3, skal beregningerne revideres. 2 Jordbunds- og grundvandsforhold Resultaterne af den geotekniske undersøgelse fremgår af rapport 1 hvortil der henvises for detaljerede oplysninger om jordbundsforholdene. Beregningen af væggen er udført med udgangspunkt i boring 1, 2 og boring 3. I boringerne er der øverst truffet 1,3-1,8 m fyld i form af sand, ler og sandmuld. Fylden hviler på senglacialt smeltevandssand over relativt fast moræneler, som veksler med smeltevandsler og -sand samt morænesand og -grus. I boring 2 og 3 har det på baggrund af de udtage prøver ikke været muligt at bestemme overgangen fra fyldsand til intakt sand med sikkerhed. Forholdene anbefales undersøgt nærmere i forbindelse med en udgravningskontrol. Der er regnet med vandspejlet i oversiden af de intakte leraflejringer i både SLS og ULS. Parametre til brug for jordtryks- og deformationsberegninger fra rapport 1 er gengivet nedenfor i tabel 2.1 og Dansk Standard: DS/EN 1997 Eurocode 7: Geoteknik ,, Rapport: 2, Side 4/8

5 Tabel 2.1: Deformationsparametre Jordart Konsolideringsmodul, Eoed (kpa) Smeltevandssand Morænesand Morænegrus Moræneler, 150 < cfv < 200 kpa, w < 20 % Smeltevandsler, cfv ~ 150 kpa, w < 20 % Smeltevandsler, cfv ~ 200 kpa, w < 25 % Tabel 2.2: Karakteristiske jordparametre for byggegrubeindfatning og kældervægge Jordart γ/γ (kn/m 3 ) Udrænede forhold Drænede forhold cuk (kn/m 2 ) φ k ( ) c k (kn/m 2 ) Muld 17/7-25 1) 0 Ukontrolleret fyld af sand 18/ Lerfyld 19/ Morænesand og -grus 18/ Moræneler 20/ ) 30 1/10 x cuk dog maks. 20 kpa Smeltevandsler 20/ ) 25 1/10 x cuk dog maks. 20 kpa 1) Gælder kun ved beregning af aktivt jordtryk 2) Der henvises til de enkelte boreprofiler for fastlæggelse af cuk og c k 3 Beregninger Beregningerne er udført i både anvendelses- og brudgrænsetilstanden (SLS og ULS) ved hjælp af PLAXIS 2019 med anvendelse af 15-knuders elementer. Ved beregningerne er anvendt Mohr-Coulombs materialemodel og drænede parametre idet det er Geos erfaring, at langtidstilstanden vil være dimensionsbestemmende for afstivningskonstruktionerne. I beregningerne er der generelt anvendt karakteristiske jordparametre og regningsmæssige laster. Konstruktionselementerne indgå lineær elastiske og skal dimensioneres for de regningsmæssige snitkræfter som fremkommer af FEM beregning. Ved brudanalyserne (safety) sigtes der mod en safety-faktor (M sf) på 1,2 i CC2, som modsvarer de i geotekniknormen krævede partialkoefficienter. 3.1 Normer og sikkerhed Beregningerne er udført med baggrund i gældende Eurocodes med tilhørende nationale annekser. Alle beregninger i de midlertidige faser er udført svarende til konsekvensklasse CC2 og med α=1, Laster VOGNSEN A/S har oplyst laster fra eksisterende bygninger som det fremgår af appendiks 2.A. Punkt- og linjelaster er ækvivaleret med jævnt fordelte laster på de eksisterende fundamenter. I brudgrænsetilstanden er der således regnet med henholdsvis 112 kn/m på det nordligste fundament og 222 kn/m på gavlfundamentet. De tilsvarende laster i anvendelsesgrænsetilstanden er 90 og 180 kn/m ,, Rapport: 2, Side 5/8

6 - Bredden af gavlfundamentet er oplyst til 0,37 m. Det nordligste fundament er modelleret som et stribefundament med en bredde på 1 m, da der ikke foreligger nærmere oplysninger herom. 3.3 Geometri og konstruktionselementer Udførelsen af afstivningsvæggen og øvrige konstruktioner ved den nordlige gavl forventes at ske i følgende takt: 1. Funderingsniveauet af den eksisterende gavl verificeres ved enkelte lokale prøvegravninger med lille bredde. Den enkelte prøvegravning tilfyldes før påbegyndelse af en ny. 2. Der etableres borede fundamenter til funderingen af den nordlige gavlvæg på den nye bygning. Fundamenterne føres til oversiden af de bæredygtige lag og udføres i en dimension, som kan optage de virkende laster. Dimensioneringen af disse fundamenter er ikke en del af nærværende rapport. Fundamenterne udføres i casing til fuld dybde som først fjernes når der er støbt ud. Det skal sikres, at afstanden mellem uafbundne fundamenter er stor nok til, at der ikke sker utilladelig reduktion i bæreevnen af de eksisterende fundamenter. 3. Sekantpælevæggen etableres i dimensionen Ø530 fra kote 40,5 til kote 34,0. Væggen udføres med brug af casing til fuld dybde og sektionsvist, så uafbundne pæle ikke kompromitterer bæreevnen af de eksisterende fundamenter. Væggen armeres med HE260B profiler i stålkvalitet min S235 i hver anden pæl. Der skal mindst være 4 m mellem pæle, som ikke er afbundet for at mindske risikoen for at der sker utilladelige deformationer af nabofundamentet under udførelsen. Når væggen er etableret og har den fornødne styrke, graves der ud til maksimalt kote 39,0 foran væggen med henblik på etablering af jordankre pr. ca. 2 m og stræk i kote 39,5. Jordankrene udføres ind under nabobygningen med en vinkel på 45 grader med vandret. Under udførelsen af ankrene skal det sikres, at borehullet hele tiden er stabiliseret. Der må ikke efterlades hulrum omkring ankret, dvs. at ankret skal omsluttes med mørtel på hele ankerstrækningen. Ankrene trækprøves iht. DS1537 og DS/EN 1997 og forspændes. Som ankre er forudsat anvendt 3 stk. line-ankre af typen Dywidag Ø15,3 mm (Y1770) eller tilsvarende. Den frie længde og injiceringslængden er i modellen sat til 2x6 m. Efter installering opspændes ankrene til 220 kn og aflåses ved denne værdi. 4. Den endelige anker geometri fastlægges af den udførende entreprenør svarende til den ønskede trækkapacitet. 5. Når ankre og stræk er etableret og spændt op kan der udgraves til maksimalt kote 37,55 hvor funderingen af den nye bygning kan udføres. 6. Når kælderkonstruktionen er udført skal der tilfyldes mellem afstivningsvæg og bygning således den nye bygning kan optage det virkende jordtryk i den permanente situation. Der er ikke regnet med overudgravning, så der skal føres nøje kontrol med, at udgravningsniveauet ikke overskrides ,, Rapport: 2, Side 6/8

7 Der skal laves et endeligt ankerdesign på baggrund af efterfølgende beregningsresultater, og ankernes endelige kapacitet skal fastlægges ved prøvning. Der skal endvidere udføres stræk som sikrer, at de virkende jordtryk føres til optagelse i forankringerne. 3.4 Jordparametre Dimensionsgivende boring og tilhørende jordparametre fremgår af afsnit 2. I beregningerne i ULS og SLS er vandspejlet sat i oversiden af de intakte lerlag dvs. under udgravningsniveauet. For de glaciale aflejringer er der anvendt K 0 = 1,0 for at tage hensyn til de forøgede vandrette spændinger som følge af forbelastningen fra istiden. 4 Resultater 4.1 Sekantpælevæg Hovedresultat af beregningerne i ULS fremgår af tabel 2.3. Tabel 2.3 Hovedresultater (regningsmæssige værdier), ULS for sekantpælevæg med spids i kote 34,0. Fase Udg. (DVR90) Topkote (DVR90) Spidskote (DVR90) Ankerkote (DVR90) Ankerkraft (kn) Ankerkraft (kn/m) Moment (knm/m) Msf (-) fri udgr. 39,0 40,5 34, ,20 fuld udgr. 37,55 40,5 34,0 39, , Deformationer Deformationerne er beregnet under drænede forhold. For sekantpæle som udføres til kote 34,0 er flytningen af toppen af det eksisterende gavlfundament beregnet til henholdvis 0,5 cm i lodret og vandret retning ved udgravning til kote 39,0. Flytningen af toppen af det eksisterende gavlfundament er beregnet til henholdvis 12 og 7 mm i lodret og vandret retning ved udgravning til kote 37,55. Såfremt sekantpælevæggen udføres med en højere spidskote som f.eks. kote 36,0 vil deformationerne af væggen blive større. Der er således beregnet en flytning af toppen af det eksisterende gavlfundament på henholdvis 2 cm i lodret og 1 cm vandret ved udgravning til kote 39,0. Flytningen af toppen af det eksisterende gavlfundament er tilsvarende beregnet til henholdvis 2 og 1 cm i lodret og vandret retning ved udgravning til kote 37,55. Momentet i væggen vil endvidere vokse til 81 knm/m, mens ankerkraften bliver 219 kn. Det må vurderes om deformationer af ovenstående størrelsesorden er acceptable i forhold til risikoen for skader på den eksisterende bygning. Ud over de beregnede deformationer er der risiko for at den eksisterende bygning står med egenspændinger, som kan blive udløst som følge af påvirkningerne med skader til følge. Selve udførelse af sekantpælevæggen og etableringen af ankre umiddelbart under ,, Rapport: 2, Side 7/8

8 eksisterende funderingsniveau indebærer uundgåeligt en risiko for at påføre den eksisterende bygning skader. Størrelserne af deformationerne fra udførelsen kan ikke umiddelbart kvantificeres ,, Rapport: 2, Side 8/8

9 , bilag 2.1 PLAXIS Report

10 , bilag Materials - Soil and interfaces - Linear elastic Identification Lerfyld Beton Identification number 1 8 Drainage type Drained Non-porous Colour Comments Betonfundamenter γ unsat kn/m³ 19,00 24,00 γ sat kn/m³ 19,00 24,00 Dilatancy cut-off No No e init 0,5000 0,5000 e min 0,000 0,000 e max 999,0 999,0 Rayleigh α 0,000 0,000 Rayleigh β 0,000 0,000 E kn/m² ,00E6 ν (nu) 0,3000 0,000 G kn/m² ,00E6 E oed kn/m² ,00E6 2

11 , bilag 2.1 Identification Lerfyld Beton V s m/s 31, V p m/s 58, Set to default values Yes Yes E inc kn/m²/m 0,000 0,000 y ref m 0,000 0,000 Undrained behaviour Standard Standard Skempton-B 0,9783 0,9933 ν u 0,4950 0,4950 K w,ref / n kn/m² 187,5E3 990,0E6 Stiffness Standard Standard Strength Manual Rigid R inter 0,6700 1,000 Consider gap closure Yes Yes δ inter 0,000 0,000 Cross permeability Impermeable Impermeable Drainage conductivity, dk m³/day/m 0,000 0,000 K 0 determination Automatic Manual K 0,x = K 0,z Yes Yes K 0,x 0,5000 1,000 3

12 , bilag 2.1 Identification Lerfyld Beton K 0,z 0,5000 1,000 OCR 1,000 1,000 POP kn/m² 0,000 0,000 Data set Standard Standard Type Fine Coarse < 2 μm % 46,00 10,00 2 μm - 50 μm % 26,00 13,00 50 μm - 2 mm % 28,00 77,00 Use defaults None None k x m/day 0, ,000 k y m/day 0, ,000 -ψ unsat m 10,00E3 10,00E3 e init 0,5000 0,5000 S s 1/m 0,000 0,000 c k 1000E E12 4

13 , bilag Materials - Soil and interfaces - Mohr-Coulomb (1/2) Identification Sandfyld Smeltevandssand Moræneler Smeltevandsler Morænesand og grus Identification number Drainage type Drained Drained Drained Drained Drained Colour Comments γ unsat kn/m³ 18,00 18,00 20,00 20,00 18,00 γ sat kn/m³ 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 Dilatancy cut-off No No No No No e init 0,5000 0,5000 0,5000 0,5000 0,5000 e min 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 e max 999,0 999,0 999,0 999,0 999,0 Rayleigh α 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Rayleigh β 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 E kn/m² ,00E3 25,00E3 16,67E3 25,00E3 ν (nu) 0,2500 0,2500 0,2500 0,2500 0,2500 G kn/m² ,00E3 10,00E ,00E3 E oed kn/m² 10,00E3 30,00E3 30,00E3 20,00E3 30,00E3 c ref kn/m² 1,000 1,000 15,00 15,00 1,000 φ (phi) 30,00 38,00 30,00 25,00 38,00 5

14 , bilag 2.1 Identification Sandfyld Smeltevandssand Moræneler Smeltevandsler Morænesand og grus ψ (psi) 0,000 8,000 0,000 0,000 8,000 V s m/s 42,62 73,82 70,04 57,18 73,82 V p m/s 73,82 127,9 121,3 99,05 127,9 Set to default values Yes Yes Yes Yes Yes E inc kn/m²/m 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 y ref m 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 c inc kn/m²/m 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 y ref m 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Tension cut-off Yes Yes Yes Yes Yes Tensile strength kn/m² 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Undrained behaviour Standard Standard Standard Standard Standard Skempton-B 0,9833 0,9833 0,9833 0,9833 0,9833 ν u 0,4950 0,4950 0,4950 0,4950 0,4950 K w,ref / n kn/m² 326,7E3 980,0E3 980,0E3 653,3E3 980,0E3 Stiffness Standard Standard Standard Standard Standard Strength Manual Manual Manual Manual Manual R inter 0,6700 0,6700 0,6700 0,6700 0,6700 Consider gap closure Yes Yes Yes Yes Yes δ inter 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Cross permeability Impermeable Impermeable Impermeable Impermeable Impermeable Drainage conductivity, dk m³/day/m 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 K 0 determination Automatic Automatic Manual Manual Automatic 6

15 , bilag 2.1 Identification Sandfyld Smeltevandssand Moræneler Smeltevandsler Morænesand og grus K 0,x = K 0,z Yes Yes Yes Yes Yes K 0,x 0,5000 0,3843 1,000 1,000 0,3843 K 0,z 0,5000 0,3843 1,000 1,000 0,3843 OCR 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 POP kn/m² 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Data set Standard Standard Standard Standard Standard Type Coarse Coarse Coarse Fine Coarse < 2 μm % 10,00 10,00 10,00 46,00 10,00 2 μm - 50 μm % 13,00 13,00 13,00 26,00 13,00 50 μm - 2 mm % 77,00 77,00 77,00 28,00 77,00 Use defaults From data set From data set None None From data set k x m/day 0,6000 0,6000 0,8640E-3 0,08640E-3 0,6000 k y m/day 0,6000 0,6000 0,8640E-3 0,08640E-3 0,6000 -ψ unsat m 10,00E3 10,00E3 10,00E3 10,00E3 10,00E3 e init 0,5000 0,5000 0,5000 0,5000 0,5000 S s 1/m 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 c k 1000E E E E E12 7

16 , bilag Materials - Soil and interfaces - Mohr-Coulomb (2/2) Identification Komprimeret sandfyld Identification number 7 Drainage type Drained Colour Comments γ unsat kn/m³ 18,00 γ sat kn/m³ 20,00 Dilatancy cut-off No e init 0,5000 e min 0,000 e max 999,0 Rayleigh α 0,000 Rayleigh β 0,000 E kn/m² 16,67E3 ν (nu) 0,2500 G kn/m²

17 , bilag 2.1 Identification Komprimeret sandfyld E oed kn/m² 20,00E3 c ref kn/m² 1,000 φ (phi) 38,00 ψ (psi) 8,000 V s m/s 60,28 V p m/s 104,4 Set to default values Yes E inc kn/m²/m 0,000 y ref m 0,000 c inc kn/m²/m 0,000 y ref m 0,000 Tension cut-off Yes Tensile strength kn/m² 0,000 Undrained behaviour Standard Skempton-B 0,9833 ν u 0,4950 K w,ref / n kn/m² 653,3E3 Stiffness Standard Strength Manual 9

18 , bilag 2.1 Identification Komprimeret sandfyld R inter 0,6700 Consider gap closure Yes δ inter 0,000 Cross permeability Impermeable Drainage conductivity, dk m³/day/m 0,000 K 0 determination Automatic K 0,x = K 0,z Yes K 0,x 0,3843 K 0,z 0,3843 OCR 1,000 POP kn/m² 0,000 Data set Standard Type Coarse < 2 μm % 10,00 2 μm - 50 μm % 13,00 50 μm - 2 mm % 77,00 Use defaults From data set k x m/day 0,6000 k y m/day 0,

19 , bilag 2.1 Identification Komprimeret sandfyld -ψ unsat m 10,00E3 e init 0,5000 S s 1/m 0,000 c k 1000E12 11

20 , bilag Materials - Plates - Identification Sekantpæle HE400B Sekantpæle HE300B Sekantpæl HE260B Identification number Comments Colour Material type Elastic Elastic Elastic Isotropic Yes Yes Yes EA 1 kn/m 4,158E6 3,129E6 2,478E6 EA 2 kn/m 4,158E6 3,129E6 2,478E6 EI kn m²/m 121,1E3 52,86E3 31,33E3 d m 0,5912 0,4502 0,3895 w kn/m/m 2,000 2,000 2,000 ν (nu) 0,000 0,000 0,000 Rayleigh α 0,000 0,000 0,000 Rayleigh β 0,000 0,000 0,000 Prevent punching No No No Identification number

21 , bilag Materials - Anchors - Identification Anker Identification number 1 Comments Colour Material type Elastoplastic EA kn 82,10E3 L spacing m 2,000 F max,tens kn 350,0 F max,comp kn 1,000E12 Identification number 1 Identification number 1 Identification number 1 13

22 , bilag Materials - Embedded beam row - Identification Forankring Identification number 1 Comments Colour Material type Elastic E kn/m² 4,630E6 γ kn/m³ 0,000 Beam type Predefined Predefined beam type Massive circular beam Diameter m 0,1500 A m² 0,01767 I 2 m⁴ 0,02485E-3 I 3 m⁴ 0,02485E-3 Rayleigh α 0,000 Rayleigh β 0,000 Axial skin resistance Linear T skin, start, max kn/m 150,0 14

23 , bilag 2.1 Identification Forankring T skin, end, max kn/m 150,0 F max kn 0,000 Identification number 1 Comments Colour Material type Elastic E kn/m² 4,630E6 γ kn/m³ 0,000 Beam type Predefined Predefined beam type Massive circular beam Diameter m 0,1500 A m² 0,01767 I m⁴ 0,02485E-3 L spacing m 2,000 Rayleigh α 0,000 Rayleigh β 0,000 Axial skin resistance Linear T skin, start, max kn/m 150,0 T skin, end, max kn/m 150,0 15

24 , bilag 2.1 Identification Forankring Lateral resistance Unlimited F max kn 0,000 Default values Yes Axial stiffness factor 0,3583 Lateral stiffness factor 0,3583 Base stiffness factor 3,583 Identification number 1 16

25 Appendiks 2.A Bygningslaster fra VOGNSEN A/S Projekt: Rapport: 2 Udført af: GLR Dato: Geo København Geo Aarhus

26

27

28

29