Modellering av en kompensationsgrundläggning i GeoSuite Sättning

The world today is constantly growing, creating a need of new roads and residential areas. New constructions lead to an increased load onto the soil, which can result in deformations when the soil layers underneath are compressed. To reduce the increased load on the soil, a compensated foundation can be used. This method is based on the principle that the load from the construction will be compensated by the excavated soil, often replaced by a lightweight material. As an example, this method can be used in areas with great clay layers and in sensitive projects where the rise of deformations can have undesirable consequences. It is of great importance to be able to understand the impact this method has on the soil and what long-term deformations that can be expected.GeoSuite Settlement is a tool for calculation of settlements and is frequently used in the Nordic industry of geotechnical engineering. In this study, the possibilities of modelling a compensated foundation in the software has been examined. Additionally, an analysis of parameters has been conducted in the aim of evaluating the importance of the parameters in the modelling process and the final results. Three different projects have been used as a basis, where one of them is a made-up case, based on the test site of Lilla Mellösa, and two actual cases designed by Structor Geoteknik Stockholm AB. Only one of these two projects have been completed, enabling post-construction measuring to be able to compare the calculated deformations with measured data, just about 16 months post-construction.Mainly three different approaches to the modelling of a compensated foundation has been studied in this work; unloading and loading, only loading corresponding to the total increase of load and with an edited soil profile adapted for a lightweight material (the description of the methods are to be found in Appendix 11.7). Similar patterns of deformations have been found in the results for the three methods, aside from one case where a slightly larger deformation occurred as a result of the lightweight material getting in contact with the underlying clay (instead of the filling/ dry crust). Based on this work, the simplest method is suggested to be used, i.e. only loading corresponding to the increased load.Due to the time limitations of this work, a decision to only study a few parameters in the analysis has been made and also to study them individually. Since the compressibility and creep characteristics of the clay is strongly dependent on the actual and former situation of the stress, the results of this parameter study are not directly applicable to any other case. However, this study clearly shows the importance of carefully evaluating the parameters of the clay, especially the preconsolidation pressure σ’c and the compressibility modulus M, which are important to obtain lifelike results. The importance of evaluating the time resistance value rS with respect to the current addition of stress has also been shown in this study. As expected, the groundwater level also plays an important role for the final settlements in the clay.Vi lever i en värld som ständigt växer och detta skapar ett behov av nya vägar och bostadsområden. Nya konstruktioner som leder till en ökad belastning på jorden, kan ge upphov till sättningar när underliggande jordlager komprimeras. För att reducera belastningen på jorden kan en kompensationsgrundläggning användas, vilken bygger på principen att lasten från konstruktionen kompenseras av bortschaktad jord som ofta ersätts av ett lättfyllnadsmaterial. Metoden kan till exempel tillämpas i områden med mäktiga lerlager samt i känsliga projekt där uppkomsten av sättningar kan få stora konsekvenser. För att kunna dimensionera dessa är det av stor vikt att förstå dess påverkan på jorden och vilka långsiktiga sättningar som kan väntas uppkomma till följd av den nya konstruktionen.GeoSuite Sättning är ett beräkningsverktyg för sättningsberäkningar som idag används flitigt inom geoteknikbranschen. I detta arbete har möjligheterna att modellera en kompensationsgrundläggning med hjälp av programvaran studerats. Dessutom har en parameterstudie genomförts i syfte att undersöka vilka parametrar som är av stor betydelse för modelleringen och dess resultat. Som grund har tre projekt använts, varav ett är ett påhittat fall där jordprofilen baserats på den i testområdet Lilla Mellösa, och två är verkliga projekt tillhörande Structor Geoteknik Stockholm AB. I ett av dessa projekt har även beräknade deformationer jämförts mot uppmätta deformationer, cirka 16 månader efter konstruktion.Denna studie har främst studerat tre tillvägagångssätt för modellering av en kompensationsgrundläggning; av- och pålast, endast pålast motsvarande total lastökning samt av- och pålast med en redigerad jordprofil som anpassats till lättfyllnadsmaterialet (metoderna beskrivs i Bilaga 11.7). Resultaten har visat på ett snarlikt sättningsförlopp för de tre metoderna, bortsett från ett fall där en något större sättning uppkom till följd av att lättfyllningen i jordprofilen kom i kontakt med underliggande lera (istället för fyllning/ torrskorpelera). Utifrån detta arbete rekommenderas därmed att använda den enklaste metoden med endast pålast.På grund av arbetets tidsbegränsning har endast ett antal parametrar inkluderats i parameterstudien, dessutom har de främst utvärderats separat. Vilka parametrar för jordens kompressions- och krypegenskaper som har störst påverkan på resultatet är starkt beroende av spänningssituationen i det aktuella fallet och resultaten från detta arbete är därmed inte direkt applicerbart på andra projekt. Tydligt är dock att en noggrann utvärdering av jordens parametrar som dess förkonsolideringstryck σ’c samt kompressionsmodul M är väsentligt för att erhålla verklighetstrogna resultat. Studien har även visat på vikten av att utvärdera lerors kryptal rS med hänsyn till den aktuella tillskottsspänningen. Även grundvattennivån har visat sig ha en betydlig påverkan på uppkomsten av sättningar