Grundvattensänkning och sättningsberäkningar med en konceptuell modell

I takt med att vi bygger mer i tätbebyggt område ökar risken för omgivningspåverkan när vi utformar geokonstruktioner som innebär att jord schaktas bort och grundvattensänkningar genomförs. Detta kan leda till marksättningar som innebär att byggnader skadas.Syftet med den här studien var att skapa en konceptuell modell som baseras på indata från en fallstudie och visa på hur en grundvattensänkning påverkar omgivningen. Modellen analyserades sedan i ett försök att utvärdera dess validitet och granska de olika parametrarnas variation i de indata som fanns tillgängliga.En konceptuell modell skapades genom att studera några utvalda borrhål i en mark-undersökningsrapport över ett område i Kristianstad. Den konceptuella modellen testades dels genom att göra en noggrann lagerindelning i jämförelse med en enklare lagerindelning. Handberäkningar gjordes för att beräkna vilka sättningar som uppstår vid två olika grundvattensänkningar. Kompressionsmodulen varierades i beräkningarna för att visa på dess stora inverkan.Beräkningar utfördes även i FEM-programmet PLAXIS 2D för att jämföra med handberäkningarna. Dessutom genomfördes beräkningar på den konceptuella modellen med en mer noggrann lagerindelning där varje lager tilldelades olika värden på kompressions-modulen. I PLAXIS 3D gjordes även en delvis grundvattensänkning för att demonstrera förhållandet på ett representativt sätt. Det visar hur en differentialsättning kan uppstå om man schaktar och sänker grundvattnet, under en längre tid, i nära anslutning till en befintlig byggnad.Resultatet visade på att sättningar uppstod redan vid en liten avsänkning. I vilken storlek sättningarna blev berodde på hur man tolkade kompressionsmodulen från CRS-försöken. Handberäkningarna överensstämde ganska bra med resultaten i PLAXIS 2D. Den mer noggranna lagerindelningen gav inte någon större skillnad i jämförelse med beräkningarna gjorda på den enklare jordlagerindelningen. Däremot uppstod en mycket större skillnad om kompressionsmodulen antog andra, lägre, värden i den förenklade varianten av modellen då grundvattennivån sänktes med tre meter.Några av de viktigaste slutsatserna som man kan dra är att validiteten hos den konceptuella modellen är svår att utröna och kräver ytterligare analyser. Kompressionsmodulen är svår att tolka och det är svårt att välja en modul som ska representera det verkliga fallet i den konceptuella modellen. Studien visar även på att en större tilläggslast och större effektivspänning skulle leda till att totalspänningen når över konsolideringstrycket. Det i sin tur innebär att även de andra modulerna måste beaktas i beräkningarna. Fallstudien har belyst problemet och komplexiteten samt bekräftat att det krävs ytterligare forskning och utveckling av metoder och modeller.As we build more and more in urban areas, it is necessary to develop a method and a good model that can describe the effects on the soil and the surroundings. A groundwater drawdown can be necessary when excavating the soil and it can lead to settlement that can affect a building in the surroundings. The industry needs more research when it comes to settlement caused by groundwater drawdown and the effects on the surroundings. By evaluating and analyzing a conceptual model and the parameters that are used it might be possible to find better methods. This Thesis was about making a conceptual model based on information from a soil investigation report of an area in Kristianstad, Sweden. The purpose of the work has been to see what settlement might occur when groundwater was drawn down to different levels. To see what parameter(s) has a great impact on the result and how to evaluate the conceptual model. Calculations were made by hand and with the FEM-software PLAXIS 2D. To evaluate the model, the groundwater was drawn down to one meter and then tree meters. The results where then compared. Thereafter the compression module was varied to be able to compare the results. A partial lowering of the groundwater level was also made to illustrate the problem of a differential settlement. There is a small variation in the results of the calculations made by hand and those made in PLAXIS. The variation of the compression module also showed a variation in the calculated result. The conceptual model was also evaluated by varying the module and by making a careful division of the soil. The conclusion was that it is very difficult to evaluate a conceptual model since it was built from the CRS-input and it is necessary to evaluate more parameters