Campus Ullevål – Optimalisert prosjektering av dype byggegroper i bløt leire

Den kontinuerlige utbyggingen i urbane områder gjør det stadig mer aktuelt å etablere dype byggegroper nære eksisterende konstruksjoner og i utfordrende grunnforhold.

I Norge løses dette vanligvis ved bruk av avstivede spuntvegger, ofte i kombinasjon med grunnforsterkning med kalksementpeler inne i byggegropen.

I forbindelse med bygging av nytt kontorbygg Campus Ullevål i Oslo, har NGI initiert forskningsprosjektet CURIOUS - Campus Ullevål: Research and Instrumentation Of Underground Structures for å forske på ulike problemstillinger knyttet til prosjektering (design) av dype byggegroper i bløt leire.

CURIOUS skal bidra til å løfte bransjekompetansen innen geoteknisk prosjektering og modellering av dype byggegroper i leire ved bruk av muliggjørende teknologi.

I FoU-prosjektet skal det etableres et omfattende instrumenteringsprogram for overvåking under utgraving av byggegropen, inkludert utprøving av avansert utstyr for forskningsformål. 

Om prosjektet og Oppgaven

CURIOUS vil gå frem til utgangen av 2025 og er delt opp i flere arbeidspakker (AP) knyttet til ulike temaer innenfor geoteknikk i urbant landskap. Under er kort beskrivelse av noen arbeidstemaer som kan være relevant for en eller flere kandidater til prosjekt- og/eller masteroppgave høsten 2023 og våren 2024:

Jordtrykk og deformasjoner i utkraget støttekonstruksjon

Vanligvis sikres spuntveggen ved bakforankring eller innvendig avstiving for å oppnå tilstrekkelig geoteknisk stabilitet og unngå uakseptable deformasjoner. Utkragede spuntvegger benyttes sjelden i Norge, da det er større usikkerhet rundt utvikling av jordtrykket bak spunten, og dermed vanskeligere å beregne hvor store deformasjoner det vil bli.

Det er behov for mer kunnskap om, og det bør utvikles retningslinjer for prosjektering av slike dypt utkragede spuntkonstruksjoner i bløt leire.

Lastopptak og deformasjoner i kalksementstabilisert leire
Kalksementstabilisering (ks-stabilisering) brukes ofte for å forbedre fasthet og stivhet i bløt leire. På Campus Ullevål installeres det ribbemønster med kalksement inne i byggegropen for å bedre stabilitet og støtte opp spuntveggen.

Til tross for ustrakt bruk av grunnforsterkning med ks-stabilisering i Norge er det fortsatt flere sentrale spørsmål som ikke er godt dokumentert: i) hvordan tas lasten opp og fordeles i stabilisert leire? ii) Hvilken stivhet oppnås i stabilisert volum og hvordan tar man hensyn til 3D-effekter som hvelving m/mer? Iii) Hvordan kan dette modelleres bedre i FEM-beregninger?

Digital tvilling for dype byggegroper
Byggebransjen er i en rivende digital utvikling, der særlig infrastrukturprosjekter har tatt i bruk BIM, som er et lite skritt mot to-veis digitale tvillinger. Et av hovedmålene i CURIOUS er å utvikle og teste ut metodikk for bruk av digitale tvillinger for optimalisert prosjektering av dype avstivede byggegroper.

Da det skal forskes på en rekke spennende temaer, vil oppgaven og mål kunne formes etter studentens interesser og ferdigheter.