dc.description.abstract | Hovedfokuset for denne masteroppgaven har vært å undersøke skråningsstabiliteten gjennom de ulike
fasene av prosjektet VA Sluppenvegen. Trondheim kommune skal installere ny spillvannsledning og
overvannsledning under Sluppenvegen, E6, Tempevegen og ut mot Nidelva. Det skal utføres en
rørpressing av et VA-rør med en ytre diameter på 2,5 m fra en pressgrop ved Tempevegen gjennom en
skråning utmot Nidelva. Skråningen har en gjennomsnittlig helning på 1:2 og er utfordrende med tanke
på stabilitet. I tillegg er området et kvikkleireområde og rørpressingen skal utføres gjennom
kvikke/sensitive masser. Dette skaper en fare for progressive skred og det er derfor kritisk at skråningen
ikke går til brudd.
Stabiliteten har blitt undersøkt for den naturlige skråningen, topografiske stabiliseringstiltak og et
alternativt stabiliseringstiltakmed kalksementpeler (KS-peler). I tillegg er lokalstabiliten vurdert for
frigraving av VA-røret i skråningen. Stabilitetsanalyser er gjennomførtmed elementmetodeprogrammet
PLAXIS både for drenert og udrenert analyse for alle fasene av prosjektet. For drenert analyse er det
benyttetMohr Coulomb som materialmodell, mens NGI-ADP er benyttet for udrenert analyse for
leirmaterialene.
Utførte beregninger viser at den naturlige skråningen har en sikkerhetmot brudd på 1,02 ved drenert
analyse. Skråningen på Sluppen er bratt og kraftig erodert, det er derfor naturlig at den har en lav
sikkerhet. NVE (2014) stiller dermed krav om en “forbedring” på ca. 10% før rørpressingen kan starte.
Beregningene viser at topografiske stabiliseringstiltak som avlastning og motfylling gjør at skråningen
oppnår en sikkerhetsfaktor mot brudd på 1,15. Dette gir en forbedring på 12% og kravet til sikkerhet er
dermed tilfredsstilt.
En viktig del av oppgaven har vært å vurdere betydningen av resultatene. Beregningene viser at den
naturlige skråningen har en lavere sikkerhet med drenert analyse enn med udrenert analyse. Grunnen til
dette er muligens fordi skjærstyrken definert av NGI-ADP totalspenningsparameterene en høyere enn
skjærstyrken definert avMohr Coulomb effektivspenningsparametere. Det kan være riktig at tolkede su
verdier er høyere enn styrken fra effektivspenningsparameterene når en leire er overkonsolidert. Høyt
overkonsolidert materiale er ofte dilatant og oppnår typisk en maksimal styrke somer høyere enn det
som forklares av effektivspenningsparametere.
Et alternativ til topografiske stabiliseringtiltak som har vært undersøkt er grunnforsterkning ved hjelp av KS-stabilisering. Beregningene viser at avhengig av hvor KS-pelene plasseres blir den kritiske glideflaten
presset lenger og lenger ned i skråningen. En plassering i toppen av skråningen ga ingen forbedrende
effekt på stabiliteten av skråningen og denne plasseringen er derfor ikke hensiktsmessig. Dersom
KS-stabiliseringen plasseres lenger ned i skråningen, rundt området der VA-røret skal frigraves, vil den
kritiske glideflaten ha en sikkerhetsfaktor på 1,38. Resultatene viser at det er mulig å tilfredsstille kravene
fra Eurokoden og oppnå en sikkerhet mot brudd F>1, 4. Det vil si at i ferdig tilstand vil KS-stabilisering
være en alternativ løsning tilmotfylling. Det anbefales for videre arbeid å se nærmere på effektene av
installasjonen av KS-peler ettersom de er sett bort i fra i denne oppgaven.
Frigravingen av VA-røret ga en kritisk glideflate som gikk langs toppen av røret. Ettersom røret kun har
en bredde på 2,5 m er det ikke trolig at bruddet vil følge toppen,men heller gå på sidene av røret. Fordi
det kun er utført 2D analyse har ikke glideflaten mulighet til å gå på sidene av røret. Resultatene fra
frigravingen er derfor trolig ikke representative verdier, og det er ikkemulig å vurdere denne situasjonen
ved å modellere slik somer valgt i denne masteroppgaven. Derfor anbefales det for videre arbeid å se på
denne situasjonen i 3D. | |
dc.description.abstract | The main scope of this thesis has been to assess how the slope stability is affected through the different
phases of the project VA Sluppenvegen. Trondheim kommune is installing a new waste water pipeline
and overwater pipeline under Sluppenvegen, E6, Tempevegen and out towards Nidelva. The overwater
pipe with an outer diameter of 2,5 m is being installed by pipe jacking from a jacking pit at Tempevegen
through a slope towards Nidelva. The slope has an average inclination of 1:2 and is challenging for
stability. In addition, the area is a quick clay area and the pipe jacking must be carried out through
quick/sensitive masses. This creates a danger of progressive landslides and it is therefore critical that the
slope does not fail.
Stability has been investigated for the natural slope, topographical stabilization measures and an
alternative stabilization action with lime cement piles (KS piles). In addition, the local stability is
considered for the excavation of the water pipe in the slope. Stability analyzes have been carried out
with the finite elementmethod program PLAXIS for both drained and undrained analysis for all phases
of the project. For drained analysis,Mohr Coulomb has been used as a materialmodel, while for
undrained analysis, NGI-ADP has been used as a material model for the clay materials.
Performed calculations show that the natural slope has a factor of safety of 1,02 by drained analysis. The
slope at Sluppen is steep and heavily eroded, so it is natural that it has a low factor of safety. NVE (2014)
demands a “improvement” of ca. 10% before the pipe jacking can start. The calculations show that
topographical stabilization measures such as unloading and fill at the bottommake the slope achieve a
factor of safety of 1,15. This gives an improvement of 12% and the safety requirement is satisfied.
An important part of the thesis has been to assess the significance of the results. The calculations show
that the natural slope has a lower safety by drained analysis than by undrained analysis. The reason for
this is possibly because the shear strength defined by NGI-ADP total stress parameters is higher than the
shear strength defined byMohr Coulomb’s effective stress parameters. It may be true that interpreted su
values are higher than the strength from the effective stress parameters when a clay is over consolidated.
Highly overconsolidated material is often dilatant and typically achieves a maximumstrength higher
than what is explained by effective stress parameters.
As an alternative to topographical stabilization ground reinforcement by lime cement stabilization has
been investigated. Calculations show that, depending on where the piles are placed, the critical slip surface is pressed further and further down the slope. A position at the top of the slope did not have any
effect on the stability of the slope and therefore this location has no purpose. If the KS stabilization is
placed further down the slope, around the area where the water pipe is to be excavated, the critical slip
surface achieves a factor of safety of 1,38. The results show that it is possible to satisfy the demands from
the Eurocode and achieve a factor of safety F > 1, 4. Therefore KS stabilization is a possible alternative
when looking at the finished state. It is recommended for further work to investigate the effects of the
installation of KS piles as they are disregarded in this thesis.
The excavation of the water pipe gave a critical slip surface that followed the top of the pipe. Since the
pipe only has a width of 2,5 m, it is not likely that the failure will follow the top, but rather go down the
sides of the pipe. Because only 2D analysis has been performed, the slip surface does not have the ability
to go on the sides of the pipe. The results fromthe excavation are therefore probably not representative
values, and it is not possible to assess this situation by modeling the way it has been in this master’s
thesis. | |