Kvalitetskontroll av kalkcementpelare - behovsstudie för metodutveckling, sammanställd från litteratur och intervjuer

Abstract (Swedish)

Kvaliteten på kalkcementpelare, kc-pelare, varierar ofta. Det är vid design- och tillverkningsprocess svårt att säkerställa den slutliga kvaliteten och egenskaperna kan vara olika inom och mellan pelare. Den stabiliserade jordens geologiska förhållanden inverkar, liksom bindemedel och tillverkningsförfarande. I Sverige är kc-pelare en vanlig förstärkningsmetod i stora infrastrukturprojekt och det finns behov av att kunna verifiera att tekniska krav uppnås. Kc-pelare är komplexa och flera egenskaper kan vara intressanta att kvalitetsgranska beroende på förstärkningens funktion; odränerad skjuvhållfasthet är den mest eftersökta. Metoderna för kontroll har utvecklats under längre tid och i takt med att pelarna uppnår allt högre hållfastheter blir standardiserade metoder som kalkpelarsondering svåra att utföra. Tillverkning av stora volymer pelare kräver också att kontrollmetoderna är smidiga att utföra. I denna text presenteras en genomgång av tekniska egenskaper hos kc-pelare som kan vara intressanta att kontrollera och metoder för att kontrollera dessa. Metoderna är både förstörande och ickeförstörande, utförs på hela eller delar av pelare, i fält eller på labb. För att ge en mer heltäckande bild av branschens syn på kontrollmetoder har, förutom litteraturstudie, intervjuer utförts med geotekniker och kc-pelartillverkare, där erfarenheter från tillverkning och kontroll av pelarna samt önskemål om kontrollmetodernas vidareutveckling framkommer. Resultatet av sammanställningen visar att det finns ett behov av att bättre kunna kontrollera pelarnas kvalitet. Heltäckande metoder saknas och flera kontroller måste ofta utföras parallellt. Ingen helt tillfredsställande metod finns för att ta fram skjuvhållfastheten. Nyare metoder för utvärdering av bindemedlets hydratation med temperatur- och elektrisk resistivitetsmätning kan indikera pelarens axiella hållfasthetsfördelning.

Popular Abstract (Swedish)

Kalkcementpelare används för att öka jordens bärförmåga och är en vanlig metod i stora infrastrukturprojekt. Pelarna är dock komplexa och kvaliteten varierar ofta. Hur väl fungerar dagens kvalitetskontroll och vilka önskemål har branschen om förbättringar? Ledande geotekniker och pelartillverkare berättar i intervjuer!

Kalkcementpelare tillverkas genom att bindemedel av kalk och cement blandas direkt i jorden och härdar i en 10-20 meter lång pelarform. Jordens egenskaper påverkar bindemedlets reaktion och därmed pelarens kvalitet. Även typen av bindemedel och hur det blandas in i jorden bidrar. Varje pelare får unika egenskaper, särskilt intressant är dess hållfasthet. Kvalitetskontroll är därför viktig, för att vara säker på att pelarna verkligen kan bära upp en vägbank, en tågtunnel eller stabilisera skredbenägna jordar. Problemet är att kontroll är svårt. Utveckling av kvalitetskontrollen har pågått länge men ingen helt tillfredsställande metod verkar finnas. Vilka är problemen med dagens kontrollmetoder och finns det behov av att lösa dem så att metoderna förbättras? Den frågan har ställts till geotekniker och tillverkare av kalkcementpelare.
I litteratur kan man läsa om både metoder som används idag och metoder som forskats fram men inte riktigt blivit någon hit. Få metoder klarar att penetrera de hårda pelarna för att undersöka hållfastheten på djupet och ofta tillverkas många pelare varför det kan vara svårt att få en generell uppfattning från utvärdering av enstaka pelare. Men vad tycker de som dagligen arbetar med kalkcementpelare? För den som arbetar ute i fält är det så klart viktigt att metoden går att utföra smidigt och för den som ska analysera mätdata är det viktigt att rätt egenskaper kan tas fram. Det har framkommit att man vid en metodutveckling bör ta ställning till vad som önskas kontrolleras och varför, kalkcementpelare används inte likadant i alla projekt. Det har också lyfts att projektets storlek har betydelse för möjligheterna att utföra kontroll, man bör därför definiera vem den tilltänkta användaren av metoden är. Flera intervjuade har lagt fram åsikter om tillverkningsprocessens inverkan på kvaliteten, något som inte återfinns i litteraturen. De intervjuade håller med om de problem som är kända i litteraturen och att det är viktigt att göra olika slags förprovningar för att utvärdera hur pelarna kan förväntas bli i den aktuella jorden och med det tilltänkta bindemedlet.
I rapporten beskrivs dessutom en helt ny kontrollmetod med temperaturmätning som testats på megaprojektet Västlänken i Göteborg.

• author: Mazdin, Stefani
• supervisor: Per-Ivar Olsson
• organization: Engineering Geology; Civil Engineering (M.Sc.Eng.)
• alternative title: Quality assessment of lime-cement columns - evaluation of needs for method development based on literature and interviews
• course: VTGM05 20201
• year: 2020
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Kalkcementpelare kc-pelare kvalitetskontroll
• publication/series: ISRN
• report number: LUTVDG/(TVTG-5165)/1-44/(2020)
• other publication id: LUTVDG/(TVTG-5165)/1-44/(2020)
• language: Swedish
• additional info: Examiner: Nils Rydén
• id: 9008529
• date added to LUP: 2020-05-20 08:36:54
• date last changed: 2020-09-10 09:36:41