Utvärdering av vidhäftning vid användande av in-situ-gjuten betong som stämp i lerschakt.

Sammanfattning: Rapporten behandlar vidhäftning mellan in-situ-gjutna betongplattor, vilka används vid etappvis schaktning, och lerbotten i schakt. Huvudsyftet är att utreda vilken vidhäftning som verkar mellan materialen då betongen blir utsatt för skjuvning på grund utav tryck från sponten. Samt om brott går i kontaktytan mellan materialen eller i något av de två materialen samt hur detta sammanfaller med dagens dimensioneringsmetoder. Utredningen görs primärt med hjälp utav fullskaleförsök på Marieholmprojektet i Göteborg. Som jämförelse och komplettering till försöken utförs beräkningar av brottslaster och deformationer analytiskt och med hjälp utav finita elementanalyser i PLAXIS 2D. In-situ-gjutna betongplattor används vid etappvis schaktning i lös lera, där betongen verkar som stämp mot sponten. Sponten utsätter betongplattan för krafter vilka i dag antas föras ner i leran med hjälp utav vidhäftning, och beräknas endast bero på kontaktarean mellan leran och betongen samt lerans skjuvhållfasthet. Tidigare forskning har gjorts i form utav ”Pull-out”-tester där slitsmurar eller pålar gjuts in-situ i lera. De dras sedan upp och på så vis kan vidhäftningen mellan betongen och leran beräknas. Tidigare forskning har påvisat att kapaciteten ökar med tiden. Fullskaleförsöken utgörs av en schakt med en spont i schaktens ena ände. På schaktbotten gjuts fem plattor i två olika storlekar, tre stycken med måtten 1x4 meter och två med 2x4,8 meter. Två plattor av vardera storleken trycksätts sedan med hjälp utav domkrafter som placeras mellan betongplattorna och sponten, plattorna trycks stegvis till brott. Den femte och sista plattan trycks även den stegvis, men upp till 80 % av den brottslast de tidigare tryckningarna uppvisat. Trycket hålls sedan konstant under flera timmar så att krypeffekter kan kontrolleras. Under trycksättningen av plattorna mäts uppböjning i en punkt strax bakom plattornas mitt och dess förskjutning mäts i plattornas fyra hörn. Resultaten från försöken visar tydligt på ett samband mellan tid efter gjutning och den mothållande kraft som kan mobiliseras av betongplattorna. Vanligtvis belastas in-situ gjuten betong av det här slaget runt 16 timmar efter gjutning då gjutning sker på eftermiddagen och schakten fortsätter nästkommande morgon. Enligt försöken kan plattorna vid den tiden inte överföra den mothållande kraft som det räknas med i dag. Detta innebär att de partialkoefficienter som idag används kan behöva justeras något då de ligger runt 0,59-0,67 och ibland så högt som 0,9 och de värden som har tagits fram ligger strax under 0,5. Vilket kan beror på att det idag används högre värden vid dimensioneringen, men det kan även bero på skillnader mellan de utförda testerna och det verkliga fallet. Vid brott bildas stora sprickor i leran som sträcker sig runt 15 respektive 25 centimeter ut från betongplattornas långsidor. Sprickorna följer ett tydligt mönster där vinkeln mellan sprickan och betongplattan uppskattas vara runt 30°. Efter brott vänds betongplattorna, det blir då tydligt att gjutningen inte genererat en jämntjock platta som antagits utan plattans botten visar en böljande form med varierad tjocklek. På flera ställen observerades också att betongen och leran beblandat sig. De teorier som framtagits i tidigare forskning kan vara tillämpliga även i detta fall, speciellt de rörande lerans sensitivitet.