Tverrfaglig samhandling bidrar til lavere CO2-avtrykk og leveranse før tiden
Da det skulle legges ny trasé for riksveg 4 Roa-Gran var det flere problemer som måtte løses. Hvordan skal man bygge en firefelts motorvei gjennom et myrområde uten å ødelegge myra? Det viste seg dessuten å være en del kvikkleire i grunnen. I tillegg ønsket man et lavt CO2-fotavtrykk.
Med ansvar for prosjekteringen, skjønte COWI at geoteknikken kom til å legge rammene for arbeidet. Hvor krevende grunnforhold man stod overfor ville avgrense hvilke muligheter man hadde i utførelsen.
– Vi har forsert myrområdet med en spesiell geoteknisk løsning der vi har vært avhengig av et tett samarbeid mellom geoteknikere og konstruksjon. Det har vært premissfagene i prosjektet, sier prosjektdirektør i COWI, Frode Geir Bjørvik.
Modellbasert norsk-dansk samarbeid
Det ble satt opp et tverrfaglig team på tvers av landegrensene: COWIs danske geoteknikere i Ålborg har hatt ansvaret for å kartlegge grunnforholdene. De som har jobbet med konstruksjon er lokalisert i Trondheim, Oslo og Kristiansand.
– Vi bruker de ressursene som er best egnet til jobben, uavhengig av hvor de befinner seg. Dette krever gode samhandlingsverktøy, poengterer Bjørvik.
Trimble Quadri Software er brukt som samhandlingsmodell både av prosjekterende og av arbeidsfellesskapet Hæhre-Isachsen på utførelsessiden.
– Quadri er et fantastisk verktøy for oss. Det modellbaserte arbeidet gjør også den interne samhandlingsstrukturen enklere, sier Bjørvik.
Prosjekteringen i Quadri lettet arbeidet med å finne gode løsninger, og å gjøre tilpasninger underveis. Dette er særlig verdifullt når man som her velger en utradisjonell tilnærming.
Utfordrende fundamentering
Overordnet har utfordringen vært å få fundamentert bruer og veger. I stedet for å skifte ut myrmassene eller konstruere en større bru over myrområdet, er det laget et nettverk av rundt 2000 pæler for å stabilisere myra.
Selve inngrepet er usynlig, samtidig som det gir et stabilt underlag for vegen. Løsningen kutter CO2-utslippene med mer enn 30 prosent sammenlignet med tradisjonell vegbygging.
– Det har vært viktig for oss å finne metoder å jobbe på som gjør at vi har sikret grensesnittene godt. Å få til dette samarbeidet handler både om verktøy og om personer, sier Bjørvik.
– Med forskjellige grunnforhold er det geoteknikk som må starte, og så leverer de datasett til konstruksjon. Deretter er det en prosess for å finne ut hva som er optimalt med tanke på kostnad, CO2-utslipp og HMS, fortsetter han.
De ulike lagene i grunnen er modellert opp i Quadri. Dette på bakgrunn av grunnundersøkelser i Trimble Geosuite der lagene er kartlagt og dybdefestet.
Disse dataene kombineres med tidligere data fra løsmassekart og andre undersøkelser, for å skape et riktig bilde av grunnforholdene. Geoteknikerne tolker resultatene for å bestemme massetype i de ulike lagene. Denne informasjonen legges så inn i modellen.
– Dette er viktig også for å ha kontroll på faresoner, hvor vi kan grave for at grunnen ikke skal kollapse, osv. Det er avgjørende informasjon til entreprenøren med tanke på masseutskifting. De har dessuten behov for å vite hvor det trengs stabilisering av myren, utdyper Bjørvik.
Felles plattform, samtidig prosjektering
Det er jobbet på ulike modenhetsnivå i modellen. Ved å etablere det konseptuelle designet raskt, er det lettere å se utfordringene man står overfor, og i hvilken rekkefølge man bør angripe disse.
– Vi hadde allerede i tilbudsfasen konseptuelle modeller der vi vurderte forskjellige løsninger, spesielt på forsering av de geotekniske utfordringene. Det vi kom fram til har vist seg å være gjennomførbart, og det har fungert veldig bra, sier Bjørvik.
Geoteknikerne var tidlig ute med å dele sine modeller med bru- og vegingeniørene. Sivilingeniør bru i COWI, Audun Øvstebø mener parallellarbeid og hurtig tilpasning har vært suksessfaktorer i gjennomføringen av prosjektet.
– Det foregår geoteknisk prosjektering samtidig som noen tegner en bru. Da er det viktig at den parametriske arbeidsflyten er god, sier han.
Både Trimble Quadri og Tekla Structures har programvarekobling til den mye brukte parametrisk design-plattformen Grasshopper 3D. Dermed kan Tekla-modellene oppdateres parametrisk fra Grasshopper basert på veglinjer fra Quadri.
– Hvis man for eksempel må ha to pæler ekstra, og de ti som er rundt skal stå på nye steder, er det ingen problemer å legge det inn. Endringer fra geoteknikk innarbeides umiddelbart, og så kan disse igjen føre til nye analyser som kommuniseres tilbake, fortsetter han.
– Den felles forståelsen av hva som foregår er viktig når det er mange endringer som skjer tett opp mot leveranse.
Detaljert og løsningsorientert
Grunnlaget for alle de tekniske fagene og avgjørelsene deres har vært de geotekniske modellene i Quadri.
– Modellene har gjort det enklere å ha kontroll, og som hjelp for ingeniørene når det kommer til stikningsdata og planlegging av fremdrift, sier geotekniker Kenneth Christiansen.
Dette er det første prosjektet der Ålborg-kontoret til COWI har levert så detaljert informasjon om grunnforholdene til modell.
I stedet for en bunke med tegninger så har geologene på Rv. 4 levert alt i Quadri. Det sikrer en felles forståelse som ikke var like lett å oppnå på «gamlemåten».
– Vi har også delt våre tanker om prosjekteringen med entreprenøren for å få umiddelbare innspill på om dette er gjennomførbart, og om det eventuelt kan gjøres enklere og raskere. Er det noe som må flyttes på grunn av en konstruksjon eller et vegforløp som er endret, så er det en løpende prosess for å ivareta de forskjellige hensyn, forklarer geotekniker Kristoffer Lauridsen.
For eksempel viste det seg at en kulvert som var modellert opp ville bryte med reguleringsplanen.
– Da fikk vi flyttet vegtraseen slik at den nå ligger på en slags bro. Siden vi oppdaget dette så tidlig, unngikk vi konsekvenser for hovedframdriften, sier Øvstebø.
Ved å kunne gjøre om på planene før kulverten var ferdig prosjektert, sparte man både tid og arbeid. Geoteknikerne har også vært på banen i diskusjonen om blandingsforholdet i sementen til pælene som stabiliserer myra.
Kort vei fra planlegging til realisering
COWI og entreprenøren Hæhre-Isachsen har begge benyttet Quadri og hatt en deling seg imellom helt fra tilbudsfasen.
– Statens vegvesen bruker en annen type modell, så vi har satt opp en leveranse fra Quadri med automatisk uthenting til vegvesenets system. Dermed har også de hatt oppdaterte modeller å se på, forklarer Bjørvik.
Fra samhandlingsmodellen kan man hente utsettingsdata ved å lage leveransepakker i IFC-filformatet som så brukes i produksjonen.
.png)
Det plattformnøytrale IFC-formatet kan benyttes i alle BIM-programmer. På konstruksjon for eksempel, har entreprenøren brukt Trimble Connect Software for å hente ut stikningsdata.
En kjent utfordring bransjen har slitt med når man jobber modellbasert er å sikre at de som skal bruke modellene ute i felt på nettbrett får nødvendig informasjon, som for eksempel målsetting.
I Rv.4-prosjektet tok COWI i bruk Trimble Connect sitt API for å automatisk målsette avvik mellom innmålte punkter og modellen.
– Dette arbeidet har vi bygget videre på i våre pågående prosjekter for å automatisk målsette tverrsnitt eller posisjon til spennarmering i Trimble Connect. På denne måten gjør vi modellene mer egnet til bruk på byggeplass og fjerner mye av dagens manuelle arbeid med å lage visninger, forteller Øvstebø.
Mer givende arbeidshverdag
Den modellbaserte prosessen betyr også en mer givende arbeidshverdag.
– Du slipper mye av rutinearbeidet som du før brukte fryktelig mye tid på. Armeringstegninger, og endeløse revisjoner av armeringstegninger, er noe av det som kunne være frustrerende. Og ved å bruke den digitale arbeidsflyten, enten man jobber mot Tekla eller Grasshopper, så lærer man mye som er overførbart til senere, sier Øvstebø.
.png)
– Det er morsomt med slike prosjekter der du sammen med utbygger øker kunnskapsnivået om byggbarhet, framdrift og kost, fastslår Bjørvik.
Den modellbaserte prosjekteringen har bidratt til gode, utradisjonelle løsninger utviklet i fellesskap.
Resultatet er at den 4,4 km lange Rv. 4-strekningen på Hadeland i disse dager kan åpne flere uker før tiden.
