Artikel Dimensionering av bergförstärkning enligt Eurokod

Det här projektet har syftat till att utveckla tillförlitlighetsbaserade dimensioneringsmetoder för typförstärkning med sprutbetong och bergbult kopplat till blockstabilitet i sprickigt hårt berg.

Genom att använda dimensioneringsmetoder som bättre tar hänsyn till ingående osäkerheter vid olika geologiska förhållanden kan en säkerhetsnivå som är bättre anpassad till ställda krav uppnås, samtidigt som antalet incidenter kopplade till stabilitetsproblem kan reduceras. En mer stringent hantering av osäkerheterna och en bättre anpassad säkerhetsnivå möjliggör också en optimering av bergförstärkningen. Dessa faktorer leder till en mer effektiv dimensionering, vilket reducerar kostnaden, använda resurser samt inverkan på miljön.

De som har nytta av projektet är i första hand entreprenörer och beställare som genom en optimerad bergförstärkning kan spara pengar till följd av reducerade förstärkningsmängder och en effektivare byggprocess. Genom en bättre kontroll av verklig säkerhetsnivå kan även risken för brott och incidenter vid tunnelbyggande reduceras vilket skapar förutsättningar för en säkrare arbetsmiljö. 

Eurokoder är europagemensamma dimensioneringsregler för bärverk till byggnader och anläggningar. Eurokoderna tas fram på uppdrag av Europeiska kommissionen och Europeiska frihandelssammanslutningen inom ramarna för den europeiska standardiseringsorganisationen Comité Européen de Normalisation. Inom Sverige är det Svenska Institutet för standarder (SIS) som genom ett avtal med Boverket tillhandahåller eurokoder kostnadsfritt.

Användning av sannolikhetsbaserade metoder för dimensionering av bergförstärkning är ett tillvägagångssätt som är accepterat i Eurokoderna. Vid dimensionering med dessa metoder beaktas osäkerheter stringent genom att ansätta sannolikhetsfördelningar för relevanta parametrar.

Konstruktionens säkerhet säkerställs genom att verifiera att sannolikheten att överskrida bärförmågan är lägre än den i Eurokoderna kravställda brottsannolikheten. För tillämpning av sannolikhetsbaserade metoder för dimensionering av sprutbetongförstärkning för lösa block har ett problem varit att data saknats för att kunna beskriva relevanta parametrar med representativa sannolikhetsfördelningar.

Dessutom samverkar de olika brottmoderna och måste därför betraktas ur ett systemperspektiv, vilket inte beaktats i tidigare studier. I denna rapport presenteras resultatet av ett doktorandprojekt med finansiering av SBUF, BeFo, SVC och SKB.

Baserat på ovanstående aspekter presenteras en metodik som framtagits inom projektet för dimensionering av sprutbetongförstärkning för lösa block med sannolikhetsbaserade metoder. Inledningsvis presenteras sannolikhetsfördelningar för sprutbetongens parametrar baserat på en stor mängd analyserade data från Citybanan.

Därefter presenteras den utvecklade dimensioneringsmetodiken, vilken bygger på att en initial dimensionering av sprutbetongen utförs innan tunneldrivningen påbörjas och att den applicerade sprutbetongens bärförmåga därefter verifieras med hjälp av kontrollmätningar från fält och Bayesiansk statistik. Metodiken möjliggör en optimering av sprutbetongtjockleken med hänsyn till rådande osäkerheter och kostnader.