Anvendelsen af geonet til ballastering af PE-ledninger og tanke har vist sig som en økonomisk attraktiv løsning, der er let at håndtere i praksis. Principperne bag de tekniske beregninger er relativt simple, og vil i mange situationer kunne løse kendte opdriftsproblemer. Opdrift bliver kritisk, når du har et højt grundvandsspejl eller begrænset ballast på oversiden, i kombination med tomme ledninger eller tanke.
Det er særligt PE-ledninger og PE-tanke, som er udsatte på grund af deres lave egenvægt. Det er derfor vigtigt, at du sikrer imod opdrift under installation og den efterfølgende drift.
Geonet som effektiv opdriftssikring
Geonet er meget effektivt som opdriftssikring af de tomme ledninger. Plastledningerne placeres midt i ledningsgraven, hvor udgravningen fyldes med et egnet fyldningsmateriale til op midt på ledningen. Herefter lægges geonettet henover ledningen i tværgående retning, og forankres på hver side og som udgangspunkt minimum 1 meter fra graven. Herefter fortsætter du opfyldningen af ledningsgraven med efterfølgende komprimering.
Du kan med fordel indbygge geonettet i friktionsfyld, som sikrer optimal kraftoverførsel fra fyldmaterialet til geonettet. Dette minimerer forankringslængden og dermed bredden af den samlede opgravning.
Beregningsmetode til opdriftssikring
Herunder finder du beregningsmetoden til opdriftssikring af en tom plastledning, som skal placeres under grundvandsspejl og ballast af tilfyldning, både den traditionelle beregning af ballast og ved anvendelse af geonet til opdriftsikring.
BG Byggros er gerne behjælpelig med beregningsmetoden og til valg af hvilket geonet, der egner sig til opgaven. Kontakt os på tlf. 59489000
Formler og beregningsmetoder
Nedenstående beregningsformler foregår pr. meter ledning.
Jf. figur 1. og 2. og symbolforklaringen (den findes i bunden af denne side) samt regler i DS 415, DS 409 og DS 410.
Traditionel beregning af opdrift
Opdrift fra luftfyldt rør/tank, kN/m:
O = d²rør x (µ/4) x Ƴvand x Ƴf
Ballast fra egenvægt af rør samt overliggende fyld, kN/m:
B = ((h1 + h2) x drør x Ƴeffektiv) – (d²rør x µ/4 x Ƴeffektiv)/2 + Erør
Sikkerhed mod opdrift beregnes som: S1 = B/O som skal være min. 1,0.
Figur 1. Traditionel beregning af opdrift
Fastlæggelse af nødvendig trækstyrke Fd i geonet
Såfremt sikkerheden mod opdrift S1 ikke opfylder kravet fra den traditionelle opdriftsberegning, kan ballastbidraget øges svarende til geonettets regningsmæssig trækstyrke Fd.
Bidraget fra geonet forudsætter tilstrækkelig forankring af geonet på begge sider af røre, jf. figur 2
For den regningsmæssige styrke af geonettet skal følgende gælde, kN/m:
Fopdrift = (O - B) (beregnes som ovenfor)
Fd > Fopdrift
hvor
Fd = Fkarak / (Ƴkryb xƳmek x Ƴkem x Ƴglobal)
Figur 2. Fastlæggelse af nødvendig trækstyrke Fd i geonet
Fastlæggelse af geonettets forankringslængde:
For forankringen af geonettet i sand gælder at
S2 = Fforank/Fopdrift skal være minimum 1,5. Derfor skal Fforank være minimum 1,5 x Fopdrift
Fforank = ha x Ƴeffektiv x µ x tan (ɸd) x Lgeonet
Hvorfor geonettets forankringslængde ud fra rørvæggen skal være:
Lgeonet = Fforank/(ha x Ƴeffektiv x µ x tan (ɸd))
Bemærk forankringslængden Lgeonet bør ikke være mindre end 1,0 m.
Endvidere beregnes sikkerhed S3 - den samlede opdriftsikring
S3 = Ba/O skal være min. 1,3
Den samlede forankringsbredde La = 2 x Lgeonet + drør
Den samlede ballast Ba, kN/m beregnes her som:
Ba = ((h1+h2) x La x Ƴeffektiv) - (d2rør x (µ/4) x Ƴeffektiv + Erør
Det er vigtig at bemærke, at der i mindre omfang vil kunne opstå løftning af rørledning som følge af en aktivering af geonettets deformations og styrkeparametre.
For sikre en rimelig kraftoverførsel i overgangen fra rør til fyldning skal geonet i randzonen midt på røret placeres med en radius r > drør/4. Jf. figur 3.
Figur 3. Placering af geonettet i randzonen
Udførsel:
Ledning eller tank placeres i udgravning og der tilfyldes med egnet fyld til midt på rør/tank.
Geonet udrulles over rørledning (normalt i tværliggende baner, men afhængig af rullebredde og styrkeretning) og det tilsikres at forankringslængden på begge sider af røret udgør min. 1,0 m eller som beregnet jf. førnævnte.
Tilfyldning sker jf. rørleverandørens anvisninger
Endvidere bør følgende forhold vurderes forud for indbygning:
Bemærk: Geonet kan med fordel indbygges i friktionsfyld som under normale omstændigheder resulterer i mindre forankringslængder pga. bedre interaktion mellem fyld og geonet.
Omslag af geonet kan i visse situationer udnyttes med fordel således at forankringsbredden i udgravning reduceres [Se figur 4] Den lodrette afstand mellem geonet ved tilbageslag bør min. udgøre 0,2 m
Såfremt der i forbindelse med forankring gøres brug af omslag, skal det kontrolleres at den resulterende ballast modsvarer den beregnede opdrift. Sidstnævnte vil også være gældende ved ballastering af flere tæt liggende rørledninger.
Figur 4
Symbolforklaring
| O |
= opdrift |
| r |
= indv. rørdiameter |
| drør |
= udv. rørdiameter |
| µ |
= interaktionskoefficient mellem geonet og fyld (0,5-1,0) |
| Ƴvand |
= rumvægt vand |
| Ƴeffektiv |
= effektiv rumvægt fyld ifh. GVS |
| Ƴf |
= partialkoefficient opdrift jf. DS 415 |
| Ƴɸ |
= partialkoefficient friktionsvinkel fyld jf. DS 415 |
| ɸk |
= Karakteristisk friktionsvinkel |
| ɸd |
= regelmæssig friktionsvinkel ɸd = arc tan (tan(ɸk)/Ƴɸ) |
| GVS |
= grundvandsspejl |
| h1 |
= frihøjde over rør i centerlinien |
| h2 |
= drør /2 |
| ha |
= tykkelse af fyldmateriale på geonettes overside |
| B |
= ballast over uarmeret rør |
| Ba |
= Ballast over rør armeret med geonet |
| Erør |
= egenvægt rørledning |
| S1 |
= sikkerhed mod opdrift, min. 1,0 |
| S2 |
= sikkerhed vedr. forankring af geonet, min. 1,5 |
| S3 |
= sikkerhed mod opdrift ved armering med geonet, min. 1,3 |
| Fforank |
= Forankringskraft geonet |
| Fopdrift |
= beregnet opdrift som overføres til geonet |
| F karak |
= korttidsstyrke geonet |
| Fd |
= regningsmæssig trækstyrke geonet |
| Lgeonet |
= forankringslængde geonet |
| La |
= bredden på armeret plast |
| Ƴkryb |
= krybningsfaktor relateret til konstruktionens levetid |
| Ƴmek |
= mekanisk beskadigelse under indbygning af geonet |
| Ƴkem |
= kemisk påvirkning |
| Ƴglobal |
= sikkerhedsfaktor relateret til produktion og ekstrapolation af data |