Botniabanan, Artificiell Frysning av Finkornig Jord

Bakgrund

En tendens i dagens anläggningsbyggande är ökade krav på kvalitet, kortare byggtid, och minskad omgivningspåverkan. Frysning av jord är en naturmiljövänlig metod som internationellt stadigt ökar i omfattning. Metoden används i huvudsak för att stabiliseraoch hydrauliskt täta jord.

Exempel på nyligen genomförda projekt i Norden är, förutom Botniabanan, den frysta konstruktionen invid Stranneberget, dagvattenprojekt intill Centralstationen i Oslo, tunneln genom Hallandsåsen, tunnlari Södra länken i Stockholm, Älvsjötunneln.

Föreliggande utvecklingsprojekt var en uppföljning av forskningsarbete på avd Jord-och Bergmekanik, KTH för Botniabanans frysområde som 2009 resulterade i en doktorsexamen för Teddy Johansson. Resultaten visade bland annat att den tinade Botniajorden aggregerade och bildade en mer ”grovkornig” jord efter tining och fick på så sätt andra egenskaper än vad den finkorniga jorden haft innan frysning. Laboratorieförsöken indikerade också att sättningarnas storlek för det tinade Stranneområdet skulle bli c:a 70-80 cm, medan vetenskapliga artiklar visadepå sättningar varierande mellan 0,7 m och 3,7 m.

Syftet med detta utvecklingsprojekt var att bland annat följa upp de prognoser som utvecklades i laboratoriemiljö, för att se om, dessa kan utgöra underlag för korrekta sättningsprognoser. Dessutom var syftet att undersöka om den tinade jorden bibehållit sina ändrade egenskaper som den erhöll i frys-tiningsförsöken i laboratoriemiljön. Uppföljningen av det tinande området är världsunikt, ingen annan stans har ett område som stabiliserats och tätats genom artificiell frysning följts upp.

Viktiga resultat som projektet gav

Målen uppfylldes i stort Jordprover kunde tas upp från olika djup och analyseras. Fältundersökningar av marken kunde genomföras. Geodetisk mätning kunde genomföras, fast sättningarna uppgår till 1,8 m. Vilket inneburit att det skapats en ”dagvattendamm” som döljer jordpeglar och instrumentering under vattenytan. Ett mål kunde inte genomföras: registrering av totaltryck på tunneltaket från tunnelnivån, dels gick instrumentet sönder, dels var det svårt att få tillstånd att ta sig ned i tågtunneln.

Långsiktiga effekter som förväntas

Syftet med utvecklingsprojektet har varit att bland annat följa upp de prognoser som utvecklades i laboratoriemiljö, för att se om dessa kan utgöra underlag för korrekta sättningsprognoser. Svaret på denna fråga är att prognoserna i labb inte motsvarar verklig sättning. Dessutom är syftet att undersöka om den tinade jorden bibehållit sina ändrade egenskaper som den erhöll i frys-tiningsförsöken i laboratoriemiljön. svaret är ja. De egenskaper jorden får efter frys-tiningscykel kvarstår.

Upplägg och genomförande

Inläsning av tidigare projekt och resultat. Möten med referensgrupp, disk med ledamöter i gruppen. Planering av * fält-, mätningar o försök * labbförsök Deltagande i seminarier som anordnades av TrV FoI-portfölj, BIG. Aktiviteterna var rätt. Tidplanen haltade, eftersom det uppstod oväntade problem i fält. Området måste röjas. För mycket snö, för lite is, stort vattendjup, byggde bryggor som nästa vinter rycktes loss. Var sedan tvungen att hyra gummibåt och torrdräkt för att kunna mäta, etc.