Kundsituation och bakgrund

 

Ilmala järnvägsdepå, i Finlands huvudstad Helsingfors och strax utanför den största och mest trafikerade järnvägsstationen i landet, hade fått problem med sättningar.

Järnvägsdepån ligger på ett område som från början bestod av torvland, men som sedan gjordes om till en soptipp. Soptippen användes fram till 1963. Efter år av förbelastning för järnvägsbankerna, var det första järnvägsspåret färdigbyggt 1968. Idag har området 65 kilometer räls.

Depåområdets historia, där järnvägsrälsen är byggda ovanpå 20 meter av sopor, torv och lera bidrar till de sättningar som idag har uppkommit. Vissa områden sjunker idag med en hastighet på mellan 5 och 30 millimeter per år. Vilket har blivit så mycket som 2 meter på 30 år på sina ställen.

Enbart byggnaderna och fundament är pålade, spåren ligger på upp till två meter ackumulerad ballast.

Omfattande sättningsproblem har uppstått på grund av de olika typerna av grundläggning som finns i området.

Jämfört med många andra sättningsprojekt så står själva plintarna stabilt, men marken runtomkring dem sjunker. Det skapar hålrum och risken för olyckor ökar, där de som arbetar i området kan falla ner i tomrummen som skapats.

 

Kundalternativ

Eftersom problemet i detta fall är att marken runt omkring grundläggningen sjunker och hålrum skapas under marken, så behövde de anställda på Ilmala säkerställa att hålrummen fylldes upp och helst stoppa uppkomsten av dessa.

Alternativ till geopolymerinjektering hade varit att fylla upp hålrummen med sand, grus eller betong. Nackdelen med dessa alternativ är att materialen är tunga och att de kommer att accelererar sättningarn i marken ytterligare.

Ett annat alternativ var att innesluta den grundläggning där problemet fanns med spont, vilket skulle stoppa sättningarna från att spridas. Det skulle innebära att pelaren skulle behöva grävas fram och sponten monteras.

Hålrummen under grunden skulle sedan kunna fyllas igen genom borrade hål och rör genom grunden. Slutligen skulle allting behöva återställas till det ursprungliga skicket.

Att fylla med sand, grus eller betong hade varit en något billigare lösning kortsiktigt, men eftersom sättningarna skulle accelererar var det inte ett långsiktigt bra alternativ. Att använda sig av sponting hade varit en långsiktig lösning, men med kostnader som vida överskred den valda metoden, nämligen geopolymerinjektering.

 

Varför valdes Geobear över alternativen?

Lösningen som valdes var Geobears metod med geopolymerinjektering tillsammans med Leca-kulor, då det var en kostnadseffektiv och långsiktig lösning. Geobears metod innebar också minimala störningar i trafiken inom järnvägsområdet.

 

Geobears lösning och slutresultatet

Arbetet startade med att en uppskattning gjordes av hålrummen i område, baserat på den geotekniska informationen som fanns för järnvägsdepån. Och det uppskattades att hålrummen som uppstått var mellan 0,5-1 meter.

Dessa hålrum bekräftades sedan genom användning av en 3D-skanner, via vilken “anomalier”, med andra ord avvikelser mellan olika djup kunde upptäckas. Tre stycken grunder valdes och utreddes sedan ytterligare.

Vidare undersökningar för järnvägsdepån – Fas 1

Tomrummen som upptäckts via 3D-skannern verifierades sedan med hjälp av kärnborrning. Efter det blåstes omkring 5 kubikmeter Leca in under de tre plintgrunderna.

Vidare undersökningar för järnvägsdepån – Fas 2

Nästa steg i arbetet innebar att fylla de tidigare hålrummen, som nu fyllts med Leca, med geopolymer. Detta steg innebar att tomrumsfyllningen slutfördes genom att geopolymerer injekterades och kompakterade Lecan för att uppnå en hundraprocentig fyllnadsgrad.

Injekteringshål borrades runt grundens omkrets, samt att de redan gjorda håller för kärnborrning användes. Penetrometertest och borrning genom plintarna användes för att verifiera arbetet. Inga hålrum påträffades under eller runt grunderna efter att arbetet slutförts. Även ytterligare 3D-skanning används för att verifiera projektet.

Mer om metoden

Geopolymerer + Leca i jämförelse med betong

Eftersom Leca tillsammans med geopolymerer utgör en expanderande produkt går det att uppnå en fyllnadsgrad på 100%. Materialet är också mycket lätt, endast 10% av vikten i jämförelse med betong. En stor fördel är även att geopolymerer har en mycket snabb reaktionstid vilket innebär att 90% av hållfastheten och styrkan uppnås inom 15 minuter, till skillnad från betong där samma process tar dagar.

Andra fördelar med geopolymerinjektering

Geopolymeren som material har en lång livslängd, och Geobear har 10 års materialgaranti för alla genomförda arbeten. Materialet är också miljöneutralt och resistent mot fysiska, kemiska och biologiska processer.

Arbetet på Ilmala innebar minimala störningar för trafiken, tack vare den snabba arbetsprocessen och de korta reaktionstiderna för materialet.

I detta fall gjordes det ett val att grunderna skulle grävas fram, eftersom kärnborrning genomfördes. Men detta är inte nödvändigt och en borrig möjliggör samma arbete utan behov av att gräva upp kring grunderna. Så en fördel är alltså att arbetet utföras utan grävarbete.

Tomrumsfyllningen kan också genomföras med mycket hög precision. Detta tack vare att metoden kan appliceras exakt där den behövs och att reaktionstiderna kan justeras för just det området.

MARKFÖRSTÄRKNING

KATEGORI……………………………………….. JÄRNVÄG
FOKUS………………………….. .TOMRUMSFYLLNING
PLATS………………………………… ILMALA, FINLAND
UTFÖRANDE……………………………………..MAJ 2019
TEKNOLOGI………. GEOPOLYMERINJEKTERING
………………………………………………………..MED LECA