Grundläggning med slitsmursteknik - Litteraturstudie

Abstract (Swedish)

En slitsmur är en geokonstruktion som utförs genom att paneler platsgjuts med marken som form. Panelerna bildar tillsammans en samverkande vägg. Tekniken är vanlig utomlands men fortfarande relativt ovanlig i Sverige. Behovet, och därmed intresset, av slitsmurar i Sverige växer dock i takt med förtätningen av städer och infrastrukturprojekt som kräver djup schaktning och anläggning. Kraven på låg omgivningspåverkan, såsom buller och vibrationer, kan vara väldigt restriktiva. I examensarbetet utreds slitsmurstekniken på ett tekniskt plan. Ändamålet är att hjälpa samtliga involverade parter i ett projekt, såsom beställare, projektörer och utförare, att jämföra möjliga tekniker och sedan utvärdera vilken teknik som är mest lämplig utifrån rådande krav och förutsättningar. I examensarbetet utreds även hur risker minimeras i de fall slitsmuren används.

Utredningen utfördes som en litteraturstudie samt att tekniska diskussioner med experter har hållits. Till att börja med utreddes fördelar och nackdelar med tre typer av geokonstruktioner som används i Sverige: stålspont, sekantpålar och slitsmur. Teknikerna jämfördes och identifierade förutsättningar och krav, såväl som dess skillnader och likheter summerades i tabellform. Sedan utreddes hur slitsmurstekniken historiskt har utvecklats över tid. Kända svenska projekt där slitsmuren har använts identifierades med ändamålet att på ett enkelt sätt överskådliggöra vilka projekt som kan användas för vidare studier inom området. För att minimera risker och optimera slutresultatet av en slitsmur krävs förståelse för tillverkningsprocessen av alla inblandade parter. Särskilt viktig är förståelsen för just denna teknik då utförandet skiljer sig markant från övriga frekvent använda geokonstruktioner i Sverige.

En fallstudie av E101 Malmö C nedre, Citytunneln i Malmö, utfördes för att identifiera vilka svårigheter man hade, och därmed identifiera potentiella framtida risker. Svårigheterna i projektet visade sig vara direkt kopplade till geologin och hydrogeologin. Utifrån fallstudien och tekniska diskussioner om generella markförhållanden, är slutsatsen att så länge rätt parametrar om geologin, geotekniken och hydrogeologin är kända är det tekniskt möjligt att utföra slitsmuren. Med rätt parametrar avses frekvens, variation, hårdhet och storlek på block och berglager. I fallstudien utreddes även vilka förutsättningar och krav som ledde till att slitsmurstekniken valdes som metod. Det utreddes med ändamålet att påbörja insamlingen av information för framtida teknikval. I detta fall var förutsättningarna och kraven att tekniken skulle ha låg omgivningspåverkan och/eller kunna utföras till stort djup.

Den sammanfattande slutsatsen är att slitsmurstekniken inte ersätter någon teknik utan att samtliga tekniker behövs eftersom de har olika möjligheter och begränsningar. De lämpar sig därmed för olika förutsättningar. Vanligtvis nyttjas flera tekniker inom samma projekt eftersom förutsättningarna inom projektet ofta varierar. Vidare är slutsatsen att både tekniska faktorer, såsom korrekt utförande samt geologins, geoteknikens och hydrogeologins påverkan, och organisatoriska faktorer, såsom kommunikation och förståelse för processen, har stor påverkan på slutresultatet. Alltså är det av största vikt att kunskap om slitsmurstekniken på en teknisk nivå görs lättillgänglig för samtliga parter i alla faser.

Abstract

A diaphragm wall is a retaining wall which is produced as a cast in-situ concrete wall. The ground itself acts as formwork. The technique is widely used internationally but it is comparably still a rare technique in Sweden. However, the need, and therefore interest in Sweden for diaphragm walls is growing as the number of inner city infrastructure projects requiring deep excavations increases. The environmental requirements for such projects, for instance noise and vibration, can be very restrictive. This master thesis aims to investigate the diaphragm wall in a technical way. This is to help involved parts in a project, such as clients, designers and contractors, to compare potential techniques and evaluate which is most suitable according to demands and prevailing conditions on site. The assignment also considers how risks are minimized in cases where the diaphragm wall is used.

The study was conducted as a literature study and technical discussions were held with experts. Initially, a comparison was made of advantages and disadvantages between three types of retaining wall currently used in Sweden: sheet pile, secant piles and diaphragm wall. The techniques were compared and identified requirements and assumptions, as well as the techniques differences and similarities were summarized in tabular form. After that, an investigation of how historically the diaphragm wall has developed over time was conducted. Known Swedish projects where diaphragm walls have been used were identified. This was done to give an easy overview of which projects that can be used for future investigations. To minimize risks and optimize the result of a diaphragm wall, an understanding of the execution process is required by all parties involved. The understanding of this technology is especially important as the execution differs significantly from other frequently used retaining walls in Sweden.

A case study of the E101 Malmö C nedre, Malmö City Tunnel project, was carried out to identify the difficulties they had, and thus identify potential future risks. The difficulties of the project turned out to be directly linked to geology and hydrogeology. Based on the case study and technical discussions of the general ground condition, the conclusion is that as long as the correct parameters of the geology, geotechnology and hydrogeology are known, it is technically possible to perform the diaphragm wall. The right parameters refer to the frequency, variation, hardness and size of blocks and rock layers. The case study also investigated the requirements that led to the choice of diaphragm wall as a method with the purpose of initiating the collection of information for future projects. In this case, the requirements were that the used technology should have a low environmental impact and/or be able to be carried out to great depth.

The overall conclusion is that the diaphragm wall does not replace any other technology. All techniques are needed because they have different possibilities and limitations. Therefore, they are suitable for different conditions. Usually, several techniques are used within the same project because the requirements and assumptions within the project often vary. Furthermore, the conclusion is that both technical factors, such as correct execution and the influence of geology and hydrogeology, and organizational factors, such as communication and understanding of the process, have a major impact on the result. Therefore, it is of great importance that knowledge in a technical level of diaphragm walls is made easily accessible to all parties involved at all stages in the design and production phases.

Popular Abstract (Swedish)

Samhället är föränderligt och utvecklas ständigt. Att detta måste ske på ett hållbart sätt är mer påtagligt än någonsin. I strävan mot ett hållbart samhälle finns behov av att använda bättre metoder i byggbranschen. Slitsmurstekniken är metoden för detta.

En slitsmur är en underjordisk betongvägg. Det som särskiljer slitmuren från andra metoder är hur den tillverkas. Det traditionella sättet att gjuta betongväggar på är att en form byggs, som betongen sedan hälls ner i. Tekniken som används för att tillverka slitsmurar frångår den traditionella gjutmetoden, vilket skapar möjligheter och ger fördelar som inte är möjligt med andra betongkonstruktioner. Nyckeln till slitsmursteknikens vinnande koncept är att betongväggen, slitsmuren, gjuts direkt i marken. Alltså används marken som form.

Slitsmuren utgörs av flertalet paneler som tillsammans bildar en sammanhängande betongvägg. Varje panel tillverkas genom att en djup och smal grop, så kallad slits, grävs i marken. För att motverka att gropens väggar kollapsar när man gräver, pumpas en stabiliserande vätska in i slitsen. Vätskan håller väggarna på plats och består vanligtvis av vatten blandat med lera. När slitsen är utgrävd och fylld med den stabiliserande vätskan, placeras armering och fogar i slitsen. Sedan gjuts slitsen.

Slitsmurstekniken utvecklades under mitten av 1900-talet och är en vanlig metod utomlands. Slitsmuren är i första hand en geokonstruktion och används främst för grundläggning. I Sverige växer intresset och därmed användningen av tekniken eftersom den ger nya möjligheter. Tillverkningen av slitsmuren har minimal mark- och omgivningspåverkan. Det innebär låg bullernivå, liten vibrationsbenägenhet och dessutom är grundvattenpåverkan samt sättningsbenägenheten lägre.

Slitsmuren har en exceptionell förmåga att hantera tunga laster jämfört med andra geokonstruktioner. Den kan utföras till stora djup, slitsmurar så djupa som över 150 m har konstruerats ute i världen. I de tätbebyggda städerna är varje kvadratmeter värdefull. Med en metod som tar mindre mark i anspråk i form av att man kan bygga på djupet är särskilt fördelaktigt.

Med andra metoder är fallet oftast att två väggar måste konstrueras, en för byggtiden och en för framtiden. Slitsmuren kan både användas temporärt, under byggskedet, och permanent. Det innebär att det räcker att gjuta en betongvägg som kommer med två funktioner, byggtiden och framtiden.

Med fokus på hållbarhet och minimerad omgivningspåverkan är slitsmuren en ovärderlig teknik i arbetet mot en mer hållbar framtid.

• author: Thunstedt, Ellen
• supervisor: Per Lindh; Anne Gordon; Jonas Magnusson
• organization: Division of Building Materials
• course: VBMM01 20231
• year: 2023
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Slitsmur, grundläggning, sekantpåle, stålspont, geokonstruktion, stödvätska, bentonit, stödkonstruktion
• report number: 5134
• other publication id: LUTVDG/TVBM-23/5134-SE
• language: Swedish
• id: 9139539
• date added to LUP: 2023-10-18 15:04:21
• date last changed: 2023-10-18 15:04:21