Direkte fundamentering på berg
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2781547Utgivelsesdato
2020Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Direkte fundamentering på berg er et tema som er viet lite oppmerksomhet. Oppgaven er et bidrag i retningen av økt fokus og forbedret praksis. Det er gjort analyser av samvirket mellom fundament og berg for å utarbeide anbefalinger for vurdering av tillatt såletrykk. Et sikrere estimat for hvilke trykk som kan tillates på bergsålen kan være gunstig, både fra et økonomisk og miljømessig perspektiv. I norsk praksis settes vanligvis tillatt såletrykk til maksimalt 10 MPa for sterke bergmasser. Denne oppgaven ser på mulighetene for å tillate såletrykk høyere enn dette. Arbeidet er basert på konklusjoner fra litteraturstudiet gjort i fordypningsprosjektet høsten 2019. Det består i hovedsak av tre deler: forslag til metode for beregning av tillatt såletrykk, numerisk analyse av fundamentbelastning og gjennomgang av metoden på prosjekt. Forslaget til beregningsmetode anbefaler vurdering av aspekter som laster fra konstruksjonen, fundamentstørrelse, effektiv fundamentbredde, oppsprekking relativt til fundamentet, forskyvninger i bergmassen som funksjon av såletrykk, samt et sikkerhetsprinsipp. Numeriske analyser i RS2 er gjort for å vise sammenhengen mellom fundamentbelastning og forskyvning i ulike bergmasser. Modelleringen er basert på å skille mellom bergmasse som kontinuum og diskontinuum. Analysene viste forventede resultater for kontinuum-modellene, mens diskontinuum-resultatene antyder behov for bedre analyser. På grunn av rimeligheten til kontinuum-resultatene, utgjør disse grunnlaget for beregning av tillatt såletrykk. En gjennomgang av forslaget til beregningsmetode ble utført på et av fundamentene til Hardangerbrua. Feltkartlegging gav indikasjoner på en sterk og lite oppsprukket bergmasse. Ved å anvende beregningsmetoden ble tillatt såletrykk vurdert til 30 MPa. Dette er klart høyere enn den dimensjonerende verdien benyttet under prosjektering som var satt til 10 MPa. Metodens anvendelse har vist at det er mye usikkerhet knyttet til enkelte av punktene i vurderingen. Dette er forsøkt tatt hensyn til av et strengt sikkerhetsprinsipp. Nytteverdien av beregningsmetoden er illustrert av potensialet for økt tillatt såletrykk for sterke bergmasser som i tilfellet med Hardangerbrua. Samtidig ble det avdekket at nytten trolig er størst for vindturbiner, der såletrykket kan bli atskillig høyere enn for store brukonstruksjoner. For å forbedre og utvide metoden, anbefales det å gjøre mer inngående analyser av forløpet mellom belastning og forskyvning i et DEM-program. Spread foundation on bedrock is a topic subjected to little attention. This thesis is a contribution to the course of increased awareness and improved practice. Analysis of the interaction between foundation and bedrock has been carried out to make recommendations for the assessment of allowable bearing pressure. A reasonable estimate for the pressure allowed onto the rock surface can be beneficial both in terms of economy and environmental issues. In Norwegian practice, the maximum allowable bearing pressure is normally defined as 10 MPa for strong rock masses. This thesis considers the potential for allowing even higher bearing pressures. The research is based on conclusions from the literature study conducted during the fall semester 2019. Essentially, it can be divided into three main parts: a suggested method for calculating allowable bearing pressure, a numerical analysis of foundation loading and a review of the method on a project.The suggested method recommends evaluating loads from the construction, foundation size, effective foundation width, jointing in relation to the foundation, displacements in the rock mass as a function of loading, and a concept of safety. Numerical analysis in RS2 has been carried out to show the relationship between loading and displacement in different rock masses. During the modelling process rock mass was differentiated as continuum or discontinuum. The analysis showed expected results from the continuum models, but the discontinuum results indicate that better investigations are needed. Considering the rational continuum results, these are used as a basis for calculating allowable bearing pressure. A review of the suggested method was done, targeted on the foundation of Hardangerbrua. The field investigations indicated a strong and moderately jointed rock mass. Applying the method, resulted in 30 MPa as the allowable bearing pressure. This value is considerably higher than 10 MPa, as was used during the design phase of this bridge.The application showed that uncertainties related to some of the steps of the method are quite significant. A strict concept of safety is considered to account for this. The benefits of the method are illustrated by the potential for increasing the allowable bearing pressure in strong rock masses, as proved in the Hardangerbrua example. However, it was also shown that wind turbines are more likely to benefit than bridges because of much higher acting pressures. To improve and further extend the method, it is recommended to run a more comprehensive analysis of loading and rock mass displacement in a DEM program.