Utredning av riskbaserade principer inom bergdimensionering: Så bör en standard vara uppbyggd
2019 (Swedish)Report (Other academic)Alternative title
Investigation of risk-based approaches to rockengineering design : Principles for design codes (English)
Abstract [sv]
Utformningen av bergkonstruktioner behöver normalt uppfylla en mängd olika krav. Dessakrav kan komma såväl från beställare, som genom lagkrav, miljödomar och byggnormer. Bergmekanikern som utför dimensioneringen har att ta hänsyn till alla dessa krav och skasamtidigt så långt som möjligt optimera konstruktionen så att beställaren får största möjliganytta för pengarna. I Sverige gäller sedan 2010 de EU-gemensamma byggreglerna Eurokodernainom i stort sett all byggkonstruktion – dock inte inom bergbyggnad. I denpågående revideringen av Eurokod 7 är dock ett syfte att förbättra tillämpbarheten inombergbyggande. Det har dock saknats en vetenskaplig grund att stå på avseende just revideringenav reglerna för bergbyggande. Syftet med forskningsprojektet, som avslutas i ochmed denna slutrapport, har därför varit att vetenskapligt stödja de som arbetar medEurokodrevideringen genom att publicera två vetenskapliga artiklar på området.Forskningsprojektet har främst fokuserat på de övergripande dimensioneringsprincipernaoch hur dessa behöver ses ur ett riskhanteringsperspektiv. Som vi ser det, är det väsentligtatt den reviderade Eurokod 7 är uppbyggd enligt riskbaserade principer. Det innebär attdimensionering behöver ses som en del av det nödvändiga strukturerade riskhanteringsarbetesom ska utföras i byggprojekt. I de två bifogade artiklarna visar vi hur dimensioneringkan tolkas i enlighet med de generella riskhanteringsprinciper som finns i standardenISO 31000. Med en sådan tolkning kan dimensioneringen utföras på ett transparent ochstrukturerat sätt. Därmed kan dimensioneringsarbetet även integreras i det allmänna hanteradeav risker som utförs i byggprojekt.I Artikel I diskuterar vi översiktligt de övergripande principerna för hur en designkod förbergbyggande behöver vara organiserad för att ge samhället ett kostnads- och resurseffektivtbergbyggande, som samtidigt ger tillräckligt säkra konstruktioner. Vi diskuterarsärskilt betydelsen av att observationsmetoden integreras på ett jämbördigt sätt i designkodentillsammans med övriga tillåtna verifieringsmetoder för gränstillstånd.I Artikel II tar vi ett helhetsgrepp om frågan vad riskbaserad dimensionering egentligeninnebär. Artikeln presenterar ett generellt ramverk för dimensionering av bergkonstruktioner, där en grundförutsättning har varit att dimensionering måste ses som beslutsfattandeunder osäkra förhållanden. Vi diskuterar och strukturerar de beslut och övervägandensom behöver göras i dimensioneringsarbetet och visar hur besluten kan fattas urett riskperspektiv. För att stödja arbetet med revideringen av Eurokod 7 diskuterar vi ocksåpå vilket sätt som det presenterade ramverket kan implementeras i en designkod. En viktiggrundprincip är att koden utformas så att bergmekanikern ges möjlighet att anpassa hanteringenav de risker, som identifieras under dimensioneringsarbetet, till de aktuella förhållandenai projektet. Kodförfattarna bör alltså avstå från att ange alltför detaljerade kravavseende exempelvis utformning av förundersökningar. I annat fall kan effekten bli attpotentiellt dyra åtgärder behöver utföras inte för att de behövs ur ett riskperspektiv, utanendast för att koden kräver det. Det skulle enligt vår åsikt rimma illa med det övergripandemålet om en långsiktigt hållbar samhällsutveckling.
Abstract [en]
The design of a rock engineering structure generally needs to satisfy a number of requirementsthat may originate from clients, as well as laws, court verdicts, and design codes. Thedesigning rock engineer needs to account for all these requirements, while trying to optimizethe structure to maximize the utility of the invested funds. The Eurocodes have beenthe current design code in Sweden for almost all construction work, except for rock engineering.However, in the ongoing revision of Eurocode 7, one main purpose is to improvethe applicability with respect to rock engineering. A scientific basis for this work has howeverbeen missing. The purpose of this research project, which ends with this final report,has therefore been to support the revision work by publishing two scientific articles on rockengineering design principles.
The research project has mainly focused on the general design principles and how these bynecessity needs to be viewed from a risk management perspective. As we see it, it is essentialthat the revised Eurocode 7 is structured in accordance to risk-based principles. Thisimplies that design needs to be understood as a part of the necessary structured risk managementwork that is carried out in construction projects. In the two appended articles, weshow how design may be interpreted within the general risk management principles establishedby the international standard ISO 31000. Such a risk-based view facilitates bothtransparent and structured design work. This also allows the design work to be integrated inthe general risk management process that regardless is carried out in the constructionproject.
In Article I, we discuss synoptically the general principles for how a rock engineeringdesign code needs to be structured to facilitate both cost-effective construction and sufficientlysafe structures. In particular, we discuss the importance of integrating the observationalmethod into the design code, so that this limit state verification method is equallytreated as the others.
In Article II, we take a more holistic approach to the fundamental meaning of risk-based rock engineering design. The article presents a generic framework for rock engineeringdesign, where it is presupposed that design by definition is decision-making under uncertainty. We discuss and structure the required decisions and considerations that are made in the design work and show how those decisions can be made from a risk perspective. Tosupport the revision work of Eurocode 7, we also discuss how the presented framework canbe implemented in a design code. An essential principle is that the code allows the designingrock engineer to manage the associated risks in a way that is suitable given the projectat hand. This implies that code writers should refrain from putting too detailed requirementsregarding for example the extent and quality of pre-investigations. Otherwise, we fear thatpotentially costly measures occasionally will need to be taken not because they are neededfrom a risk perspective, but only because the code requires them. This would in our opinionnot be in line with the overall striving toward a long-term sustainable societal development.
Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm, 2019.
Keywords [sv]
bergbyggande, risk, dimensionering, Eurokod 7, observationsmetoden
National Category
Geotechnical Engineering and Engineering Geology
Research subject
Civil and Architectural Engineering, Soil and Rock Mechanics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-271631ISRN: BEFO-R—190—SEOAI: oai:DiVA.org:kth-271631DiVA, id: diva2:1421098
Funder
Rock Engineering Research Foundation (BeFo), 395
Note
QC 20201027
2020-04-012020-04-012025-02-07Bibliographically approved