Förstå sänkningshål och fåror

Sänkningshål och fåror representerar betydande geotekniska risker för kritisk infrastruktur såsom reservoarer, rörledningar, vägar och järnvägslinjer.

Sänkningshål bildas typiskt när håligheter utvecklas under marken, ofta genom erosion av fina material, upplösning av lösliga bergarter (som kalksten eller kalk), eller kollaps av redan existerande håligheter. Med tiden förlorar det överliggande jorden sitt stöd och sjunker plötsligt, vilket bildar farliga sänkningar som äventyrar de överliggande strukturerna.

Fåror är icke-tektoniska sprickor som utvecklas i stabila berglager—som sandsten eller kalksten—som ligger ovanpå svagare lerjordar på dalssluttningar. Under geologisk tid deformeras leran plastiskt och rör sig utåt, vilket får de överliggande bergskikten att sjunka och spricka, vilket skapar djupa, långsträckta sprickor (fåror) som kan vara öppna eller fyllda med jord. Dessa förekommer ofta i norden, där kalksten och lerföljder interagerar, och kan bildas utan mycket varning på ytan.

Både sänkningshål och fåror kan undergräva fundament, rörledningar, vallar och plattor, vilket leder till läckage, differenssättning, driftstörningar eller till och med plötslig strukturell kollaps.

 

jordmaterial geobear 3D

Structural support is not just about the frame of a building; it's also about the ground beneath it. When ground becomes weak due to poor compaction, water erosion, or soil movement, it can lead to subsidence. This means the foundation of the asset is no longer properly supported, and the structure can begin to crack, shift, or sink. This can be a serious problem for our heaviest and most critical public assets.

This issue impacts all types of infrastructure:

  • Bridges: The foundations of a bridge, including its abutments and pillars, can lose support, leading to dangerous structural weakness.
  • Large buildings: Heavy, multi-story buildings, critical facilities, and warehouses can be compromised, leading to floor collapse or dangerous sinking.
  • Retaining Walls: The ground supporting a retaining wall can fail, causing dangerous movement and instability.
  • Other Infrastructure: Heavy machinery foundations, large industrial slabs, and airport runways are all susceptible to ground failure, leading to expensive and unbudgeted repairs.

Shildon-coal-drops-improvement

 

Fallstudie: En reservoar i södra England

Problem: Sänkningshål och fåror hotar kritiska rörledningar

Vid en stor service-reservoar i södra England öppnades flera sänkningshål nära pumpar och nyckelrörledningar för in- och utflöde, inklusive ett i närheten av själva reservoarstrukturen. Markundersökningar avslöjade:

  • Historisk markkollaps under platsen, med upp till flera meters sättning i lokaliserade zoner.

  • En djup fårspricka som sträcker sig över 20 m under markytan och löper under rörledningskorridoren.

  • Flera sänkningshål bildades både inom tidigare behandlade och obehandlade områden, varav några sträckte sig under hårdgjorda ytor och orsakade synliga sprickor.

  • Bevis på att läckage från dräneringssystem eller vattensamlande system påskyndade erosionen av fina jordarter, vilket drev på ytterligare kollaps.

Ägaren av anläggningen var orolig att den pågående aktiviteten med sänkningshål skulle kunna dra in eller spräcka angränsande rörledningar, vilket utgjorde en betydande risk för kritisk vatteninfrastruktur och leveranssäkerhet.

slukhål geobear

 

Lösningsdesign: Ingenjörsanpassat Geobear markförbättringsprogram

En skräddarsydd markförbättringslösning utvecklades för att stabilisera den påverkade zonen utan att störa reservoarens drift. Nyckelelement i programmet inkluderade:

  • Återfyllning av huvud-sänkningshålet och förstärkning av marken ned till berggrunden (8,5 – 11 m) med högpresterande geopolymerharpiks.

  • Installation av övervakningsborrhål längs rörledningskorridoren med regelbundna avstånd, följt av förbehandling av marken genom expanderande geopolymerinjektioner för att återställa markens styrka och kontinuitet.

  • Design av en "fårbro" struktur, cirka 9 m bred, där kontrollerad geopolymerexpansion användes för att överbrygga den djupaste sprickan och minska belastningstransfereringen till de överliggande rörledningarna.

  • Implementering av ett omfattande övervakningssystem som omfattade fiberoptiska sträckmätningssensorer, lutmätare, sprickmätare, piezometrar och fjärrövervakning av deformation för att följa markens realtidsrespons.

Finita elementmodeller användes för att simulera både sänkningshålens mekanism och effekten av de åtgärder som genomfördes. Detta visade att kontrollerad volymexpansion inom övervakningsborrhålen kunde minska den förväntade rördeformationen med cirka hälften, och därmed få de maximala spänningarna tillbaka inom säkra driftgränser.

Geobear infrastruktur 1


Verifikation och övervakning

För att säkerställa långsiktig prestanda inkluderade designen:

  • Laserskanning och sättningsundersökningar för att kvantifiera sänkningshålens volymer och etablera deformationens referensvärden.

  • Numerisk analys för att optimera injektionsvolymer och modellera geopolymerstrukturets broeffekt.

  • In-situ övervakningssystem för att detektera vertikal och horisontell rörelse i realtid, vilket ger tidig varning och möjliggör riktade uppföljningsåtgärder om det behövs.

Denna kombinerade design-, modellering- och övervakningsstrategi gav robust stabilisering av både marken och kritiska tillgångar, med minimal grävning eller driftstörning.

Varför detta är viktigt

Fåror och sänkningshål är inte begränsade till karstområden; de förekommer brett över Storbritannien och många länder världen över där geologiska lager och hydrologiska förhållanden tillåter bildning av håligheter och deformationer. För tillgångsägare och operatörer är tidig upptäckt och ingenjörsmässig markförbättring avgörande för att undvika fel, driftstopp och kostsamma nödarbeten.

Geobears markförbättringsteknik erbjuder en exakt, lågstörande lösning för att stabilisera hålig mark, överbrygga fåror och skydda överliggande infrastruktur — oavsett om det gäller under reservoarer, vägar, järnvägar eller industriområden.

Nyckelinsikter

  • Sänkningshål och fåror utgör allvarliga risker för nedgrävd och ytinfrastruktur.

  • Traditionell grävning kan vara långsam, kostsam och störande.

  • Geopolymerinjektion erbjuder djup, målinriktad och snabb stabilisering med minimal påverkan på driften.

  • Genom att kombinera geoteknisk förståelse, modellering och realtidsövervakning kan tillgångsägare förlänga infrastrukturens livslängd på ett säkert och kostnadseffektivt sätt.

Kontakta Geobear

Vill du lära dig hur vi kan hjälpa till med din infrastrukturella utmaning?

Kontakta oss
Bear pointing Bear pointing