Markstabilisering och uppfyllning av tomrum för motorvägen M11

Bakgrund – M11

Detta projekt för motrovägen M11 gällde ett akutarbeten inom det pågående renoveringsarbetet, som genomfördes för vägen A14 från Cambridge till Huntingdon vid trafikplats 14 Girton.

Den drabbade delen av trafikplatsen bestod av en avfartssektion för en tvåfilsmotorväg. En så kallad fyrklöver, som gränsar till A428 och A14. Denna sektion av norrgående M11 används av cirka 40 000 fordon per dag och utgör en del av det strategiska motorvägsnätet. Som bland annat leder trafik till Stansted Airport och ger tillgång till strategiskt viktiga färjehamnar.

Problem med länkplattan för brofästena på M11-överfarten vid trafikplats 14, hade identifierats av Highways England. Detta hade påträffats som en del av genomförda rutinunderhållsinspektioner. Ytterligare efterforskning, genom visuella undersökningar, markpenetrerande undersökningar och dynamisk probing, identifierade förekomsten av tomrum under körbanan nära brofästena. Dessa tomrum, om de hade lämnats utan åtgärd, kunde ha resulterat i signifikant sättning eller kollaps av körbanan.

En brådskande lösning var nödvändig, som dessutom skulle uppfylla både tekniska krav och projektkrav, utan att äventyra säkerheten. Lösningen skulle kräva ett material som hade en tryckhållfasthet på 4MPa. Implementationen skulle ske med minimal störning för trafikanter och det stora renoveringsarbetet.

Geobear konsulterades av WSP och konstruerade därefter en innovativ och tidseffektiv lösning, som skulle kunna implementeras från körbanans yta.

Geobears lösning

Geobears presenterade en lösning för akut markstabiliserings- och tomrumsuppfyllning med geopolymerinjektion. Detta skulle utföras på 170 kvadratmeter av motorvägen till ett djup av 2,5 meter under vägbanan. Arbetet var nödvändigt på grund av risken för betydande tomrumsutveckling, och oduglig mark för länkplattan där de norra och södra brofästena vilar. För denna sektion av motorvägen betraktades det föreligga en betydande risk för kollaps.

Geobear behövde installera ett material som uppnådde en tryckhållfasthet på 4MPa. Det säkerställde att geopolymeren återupprättade fullständig kontakt mellan länkplattan och den underliggande jorden. En annan viktig aspekt av arbetet var att kontrollera lyftet av vägbanan så att den förblev inom tolerans av +/- 5 millimeter. Samtidigt som man säkerställde att de närliggande betongväggarna och resterande brokonstruktion inte påverkades negativt.

På grund av att trafiksektionen var tungt trafikerad, kunde Geobear inte genomföra den önskade mängden undersökningar på plats. Detta resulterade i att det krävdes mer flexibilitet på arbetsplatsen. Eftersom tomrum och underliggande markförhållanden inte var kända överallt. Arbetet krävde också förmåga att anpassa sig till andra förändringar i markförhållanden, så som oväntade underjordiska konstruktioner.

Geobears metod innebär en förutbestämd injekteringstid per injektion (vilket innebär den tid som spenderades på att kontinuerligt injektera material). Denna injekteringstid säkerställde att effekterna av geopolymerens expansion förblev fullständigt kontrollerad.
Arbetet verifierades genom visuell bedömning av tomrumsuppfyllningen (via övervakningskameror), rörelse vid vägens yta verifierad genom laserövervakning samt jämförelse mellan tester med fallviktsdeflektometer före och efter behandling.

Framgångsrikt genomförande

Projektet slutfördes framgångsrikt två dagar tidigare än planerat projektavslut. (Inklusive ytterligare behandling för områden utanför den ursprungliga omfattningen). Fokus under förberedelser och genomförande av projektet var att “minimera projektets varaktighet och minimera störningen på omgivningen, utan att äventyra säkerheten”. Detta uppnåddes genom att man använde sig av fyra team, två arbetade på det norra brofästet och två på det södra brofäst – samtidigt.

Projektet slutfördes tidigt tack vare att Geobear, Highways England, WSP och Interserve-teamen samarbetade, med fokus på att minimera påverkan för kunden och att maximera säkerheten. Goda resultat följde tack vare en grundlig granskning av de designalternativ som fanns och val av rätt lösning. Samt noggrann planering, inklusive möjligheter att utföra delar av arbeten i förväg; granska metoder och design för att maximera produktivitet och övervaka och leda byggarbetet.

Trots designförändringar och en utmanande tidsplan slutförde vi arbetet inom den avsatta budgeten. Detta är första gången en lösning med geopolymer har använts i så stor skala, på ett så omfattande projekt. Vilket framhäver fördelarna med möjligheten till realtidsanpassning och flexibiliteten hos denna designlösning och under sådana utmanande tidsramar. Två projektingenjörer var på plats under hela arbetet och anpassade i realtid projektdesignen för nya, tillkommande och sedan tidigare oförutsedda variablerna. Till exempel; eftersom förändringar i placering och storlek på de förväntade tomrummen under vägen inträffade på plats, beslutades det att ändra injekteringsavstånd och materialmängder för att säkerställa att full täckning av området uppnåddes.

Kundens erfarenhet

Användning av Geobear-metoden resulterade i tillfälliga nattliga avstängningar under en treveckorsperiod. Den alternativa lösningen hade inneburit en fullständig utgrävning av området och att körbanorna hade behövt stängas av helt under åtminstone en åttaveckorsperiod.
Projektet var så pass framgångsrikt att det rapporterades om på tv-kanalen BBC och en publikation skrevs av Chartered Institute of Highways Engineers.

Geobears lösning

Karl Brooks, Projekt Sponsor för Highways England, lämnade följande omdöme:
“Geobears lösning på den nödvändiga reparationen av länkplattan vid M11 Girton har varit en höjdpunkt för 2018/19’s arbetsprogram. Geopolymerinjekteringen har gett en innovativ lösning på tomrumsutveckling vid platsen, vilket gör att Highways England och dess värdekedja effektivt kunnat hantera vad som är en komplex sträcka motorväg – som minskar till dubbla körbanor och har snäva fyrklöverkorsningar med A428 och A14 och, denna gång, återfanns inom renoveringsarbetet för A14 Cambridge till Huntingdon.

Den hänsyn som visades för övervakningen av befintliga tillgångar, särskilt när det gäller höjdförändringar för nuvarande beläggning, var imponerande och överlag har projektet levererat stora förbättringar i jämförelse med alternativa arbetsmetoder. Vi är nöjda med den nivå som hållits på ordningsamhet och lyhördhet för Highways Englands höga säkerhetsstandarder, och som visats på plats. Detta, samt samarbetet med WSP och Interserve (vår design- och byggnadsleverantör) har inneburit att vi har nått och i vissa fall överträffat kraven från vårt nätverk och våra intressenter”.