Ny kunnskap kutter byggekostnader

Et BIA-prosjekt har gjort systematiske feltforsøk i stor skala og under ulike grunnforhold, for å belyse effekt av tid på pelers bæreevne. (Foto: NGI)

Friksjonspeler er mye brukt i bygg- og anleggsbransjen.

På land, der det er for dypt ned til fjell, brukes det slike peler. Det samme er tilfelle på nesten alt som finnes av stålplattformer offshore.

Forskerne ved Norges Geotekniske Institutt (NGI) hadde en mistanke allerede da de startet prosjektet: Bygg- og anleggsbransjen tar for hardt i når de prosjekterer peler.

Nå har forskerne fått mistanken bekreftet.

Peleprosjektet ”Time effects on pile capacity” avsluttes nå i vår, etter seks år med grundige forsøk. Resultatet er klinkende klart:

Her kan det spares betydelig på materialene.
 

Kjell Karlsrud har nylig, helt på tampen av sin yrkeskarriere, tatt doktorgrad om peler. (Foto: NGI) Dobler bæreevnen

Forklaringen er at grunnen rundt pelene blir sterkere over tid. Faktisk kan peler øke sin bæreevne med 10 til 80 prosent i løpet av to år, og med 20 til 100 prosent i løpet av ti år.

Dette tror forskeren dels skyldes en gradvis økning av de horisontale spenningene som virker mot pelene, etter at de er rammet ned i grunnen. Dels skyldes det geokjemiske prosesser i jorda nærmest pelenes overflate.

Internasjonal oppmerksomhet

Den systematiske kunnskapen om utviklingen av friksjonspelenes bæreevne over tid har allerede vakt internasjonal oppmerksomhet, forteller prosjektleder og teknisk direktør i NGI, Kjell Karlsrud.

Han har nylig, på slutten av sin yrkeskarriere, tatt doktorgrad på friksjonspelers bæreevne ved NTNU.

Karlsrud har de siste 20-30 årene opparbeidet et rikholdig arkiv med oversikt over det meste som er gjort av peleforsøk.

Helt nytt

Om dette BIA-prosjektet sier han:

– Prosjektet er unikt i verdenssammenheng. Det har foregått en del skrivebordsforskning på dette ved forskjellige universiteter. Men aldri tidligere har man gjort slike systematiske feltforsøk i stor skala og under ulike grunnforhold, for å belyse effekt av tid på pelers bæreevne.

– Det har tidligere ikke vært så lett å skille ut tidseffekten fra effekt av å re-belaste en pel flere ganger. Dette har vi nå klart å skille ad. Resultatene bekrefter også at tidseffekten er sterkt avhengig av type grunnforhold, forteller Karlsrud.
 

Friksjonspeler benyttes også på stålplattformer offshore. (Foto: NGI)

Nye anbefalinger

Det har lenge vært kjent at peler som står i leire øker bæreevnen sin de første månedene etter at pelen er kommet i bakken.

Dette har sammenheng med at det blir et høyt porevannstrykk i leira rundt pelen. Dette trykket vil gradvis reduseres over tid og gjøre leiras og dermed pelens bæreevne større. Setter man derimot pelen i sand blir det ikke noe porevannstrykk. Men i prosjektet har man vist at det kan forekomme betydelige tidseffekter også i slike masser.

Selv om kunnskapen om at peler får større bæreevne med tiden delvis har vært der, har man ikke kunnet ta det inn i dimensjoneringspraksis fordi det ikke har vært gjort skikkelige forsøk.

Nå har dette BIA-finansierte prosjektet gjort det mulig å gi anbefalinger om hvordan dette skal håndteres i praksis.
 

Peleprosjektet har etablert et unikt samarbeid mellom forskningsmiljøer og industripartnere. (Foto: NGI) Nytt prosjekt?

Forskningsprosjektet er et av de største NGI noen gang har dratt i gang.

Karlsrud mener det er helt essensielt at Forskningsrådet og BIA kom med så tungt i prosjektet. Slik har man klart å skape et unikt samarbeid mellom forskningsmiljøer og industripartnere.

Nå ønsker NGI å gå videre med prosjektet. Det er snakk om å ta prosjektet videre som et rent industrifinansiert prosjekt med internasjonale partnere.

– Vi er i kontakt med tyske og nederlandske forskere som ønsker å gjøre tilsvarende forsøk i sine land, noe som vil gjøre resultatene enda mer allmenngyldige, forteller Karlsrud.

Viktig for konkurranse

Karlsrud mener at det er svært viktige resultater prosjektet har lagt på bordet.

Både for økonomien og miljøet.

– For økonomien og konkurransekraften er det åpenbart, her er det mye penger å spare. For miljøet er det mer indirekte, men det er klart at når det blir bruk for mindre materialer i byggeprosessen vil det også ha en viss betydning for miljøet.