Deres ref: RWK Vår ref: 14032/KR Dato:

Transkript

1 Løvlien Georåd AS Elvesletta 35 Norsk Gjenvinning Miljøprosjekt AS Att: Randi Warland Kortegaard Deres ref: RWK Vår ref: 14032/KR Dato: RIG Notat 03 revisjon 01 Massedeponi Askim Innledende geotekniske vurderinger av massedeponi på Skjørten i Askim kommune. Foreliggende notat skal vurdere foreslått fyllingsgeometri fra InSitu-arktikter datert /10/, vist som bilag D3 i dette notat. Det ble /11/ oversendt en geometri med mindre endringer sammenlignet med geometri oversendt (/10/). For revisjon 1 av dette dokument er det utført nye stabilitetsberegninger for profil B-B og profil F-F, i resterende profil ble ikke ferdig terrengutforming nevneverdig forandret fra /10/. 1. Topografi og grunnforhold Våren 2014 ble det utført grunnundersøkelser i området, resultatene er presentert i vår rapport nr. 1, se ref. /1/. Området ligger ca. 2,5 km sør for sentrum av Askim. Tiltaksområdet og tilstøtende områder er ravinert og gjengrodd med tett skog. Ravinene har oppstått som følge av erosjon fra flere bekker som renner gjennom området. Bekkene har utløp i Vammasjøen. Terrenghelningen i tiltaksområdet er ca. 1:2 i de bratteste partiene, og høydeforskjellen fra bekken og opp til skråningstopp er ca m. Både nord og sør for tiltaksområdet går det parallelle ravinedaler. Under et tynt lag av torv og mold påtreffes tørrskorpeleire og tørrskorpesilt ned til ca. 1 6 m u/ terreng. Videre er det bløt- til fast, delvis siltig, leire med varierende mektighet fra ca. 4 m til 20 m. Sensitiviteten i leira varierer mellom S t = 8 29, som tilsier at leira er lite- til middels sensitiv. Det er for øvrig påvist forekomster av sprøbruddmateriale, dvs. omrørt skjærstyrke, S r 2,0 kpa. Enkelte sonderinger indikerer videre et lag av sand/grus over fastere masser. Sonderingene ble avsluttet i antatt fast grunn, det ble ikke sondert i berg. 2. Forskrifter og redgjørelser Følgende standarder og veiledere ansees som relevante for prosjektet: Eurokode 7 NS-EN 1997:2004+NA:2008 /2/ Eurokode 0 NS-EN 1990:2002+NA:2008 /3/ NVE veileder nr. 7/2014 Sikkerhet mot kvikkleireskred /4/

2 Utredning av aktsomhetsområder og faresoner Området ligger under marin grense (kote +171) og det er påvist forekomster av sprøbruddmateriale i området. Dette medfører at NVE`s veileder "Sikkerhet mot kvikkleireskred", skal følges ved vurdering av stabiliteten i området. 2 Det aktuelle området ligger ikke innenfor en kartlagt faresone for kvikkleireskred, men det er kartlagt flere kvikkleiresoner i Askim kommune (kilde: I området er det observert flere bergblotninger, noe som vil begrense en eventuell skredutvikling. Tiltaket vil bedre stabilitetsforholdene i den aktuelle ravinedalen, men stabilitet mot tilstøtende ravinedaler må vurderes. I det videre har vi vurdert faregrader av tiltaket. Tabell 1 er kopiert fra veilederen for vurdering av faregrad. Klassifisering for dette prosjektet er markert med rød skrift. Tabell 1: Evaluering av faregrad, kilde: NVE Faregrad, score Faktorer Vekttall Tidligere skredaktivitet 1 Høy Noe Lav Ingen Skråningshøyde, meter 2 > <15 Tidligere/nåværende 2 1,0-1,2 1,2-1,5 1,5-2,0 >2,0 terrengnivå (OCR) Poretrykk, Overtrykk, kpa: Undertrykk, kpa: 3-3 > + 30 > (20 50) (0 20) Hydrostatisk Kvikkleiremektighet 2 >H/2 H/2-H/4 <H/4 Tynt lag Sensitivitet 1 > <20 Erosjon 3 Aktiv/glidn. Noe Lite Ingen Inngrep: Forverring Forbedring 3-3 Stor Stor Noe Noe Liten Liten Ingen Sum % av maksimal poengsum 100% 67% 33% 0% 0-17 poeng gir lav faregrad, poeng gir middels faregrad og poeng gir høy faregrad. Stedvis vil det bli noe forbedring ved nedskjæring av ravinerygger. Lagt sammen gir dette poengsum; 2*2 + 2*1 +-3*1 + 2*2 +1*1 + 3*1 = 11, som betyr at området klassifiseres under lav faregrad. Tiltakskategori iht. ref. /4/ Etter oppfyllingen skal området utnyttes til landbruksformål. Tiltaket medfører ingen tilflytning av personer og vil bedre stabiliteten i den aktuelle ravinen. Stabiliteten mot tilstøtende raviner må for øvrig vurderes. Foreløpig vurderes tiltaket klassifisert under tiltakskategori K2. For lav faregrad før utbygging kreves følgende*: Stabilitetsanalyse som dokumenterer sikkerhetsfaktor for områdestabilitet : a) F 1,4 eller, b) Ikke forverring** Kvalitetssikres av kollega. Norsk Gjenvinning Miljøprosjekt AS / Massedeponi Skjørten, Askim / Notat RIG03 rev 01/ Kristoffer Rabstad

3 ** Det er ikke nødvendig med fullstendig utredning av sonen. Selve tiltaket kan utføres med et tilhørende stabiliserende tiltak for å oppnå "ikke forverring" av områdestabiliteten. Pålitelighetsklasse, geoteknisk kategori, iht. ref. /3/ Tiltaket medfører oppfylling av ravinedal, og stabilitet mot tilstøtende ravinedaler må vurderes. Tilfredsstillende stabilitet kan oppnås med geometriske endringer av fyllingen eller terreng. Innledningsvis vurderes tiltaket klassifisert i pålitelighetsklasse (CC/RC) 2, iht. Tabell NA.A1(901) i ref. /3/. Tabell NA.A1(903) angir følgende føringer for kontroll av prosjektering og utførelse for prosjekt i kontrollklasse N (normal): For prosjektering kreves «Grunnleggende kontroll» og «Kollegakontroll». Av utførelse skal det utføres «Basis kontroll» og «Intern systematisk kontroll». Videre vurderes prosjektet klassifisert i geoteknisk kategori 2 (GK2) iht. ref. /2/; «konvensjonelle konstruksjoner uten unormale risikoer eller vanskelige grunn- eller belastningsforhold». Byggeplassens egnethet Området ansees som egnet for oppfylling. 3. Geoteknikk Dette notatet gir innledende vurderinger av tiltaket. Vi har ikke mottatt detaljerte tegninger av deponiet, annet enn fyllingsomfang skissert i Planprogrammet for prosjektet, se ref. /5/. Følgende geotekniske problemstillinger ansees innledningsvis som kritiske for prosjektet og er behandlet i foreliggende notat. Stabilitet Bekkelukking Geotekniske parametere I det følgende har vi definert geotekniske parametere som underlag for vurdering av stabiliteten. Fyllmasser Fyllmassene i deponiet vil bestå av blandende overskuddsmasser fra byggevirksomhet, og vil derfor være en blanding av leire, sand/grus og betongrester. For fyllmassene har vi valgt å definere materialparametere φ k = 35 og c = 0 kpa. Tørrskorpeleire I tørrskorpeleire antas materialparametere φ k = 30 og c = 0 kpa basert på ref. /6/. Leire Det er utført CPTU-sonderinger og treaksforsøk som gir grunnlag for å tolke aktivudrenert skjærstyrke i leira. Ved borpunkt 3 og 5 ble det tatt opp "uforstyrrede" sylinderprøver og det ble utført 5 aktive treaksforsøk (CAUc). Detaljerte resultat er vist i vår datarapport, se ref. /1/. 3 Norsk Gjenvinning Miljøprosjekt AS / Massedeponi Skjørten, Askim / Notat RIG03 rev 01/ Kristoffer Rabstad

4 Mengden utpresset porevann indikerer at samtlige prøvestykker er av akseptabel kvalitet. Skjærstyrken (s u a ), er avlest ved 2 % aksiell tøyning ved kontraktant bruddoppførsel, og 5 % aksiell tøyning ved dilatant bruddoppførsel. Resultatene er presentert i tabell 2. 4 Tabell 2: Resultat fra treaksforsøk ved borpunkt 4 Borpunkt Dybde [m] Utpresset porevann [cm 3 ] Bruddoppførsel Skjærstyrke, s u a [kpa] 3 4,5 m ~6 cm 3 Svakt dilatant 37 kpa (ε z = 2 %) 3 9,5 m ~7 cm 3 Dilatant 58 kpa (ε z = 5 %) 5 6,5 m ~5-6 cm 3 Kontraktant 55 kpa (ε z = 2 %) 5 10,5 m ~5-6 cm 3 Kontraktant 70 kpa (ε z = 2 %) 5 15,5 m ~7 cm 3 Kontraktant 68 kpa (ε z = 2 %) Tolkning av aktivudrenert skjærstyrke fra CPTU-sonderingene er basert på kjente korrelasjoner for norsk leire, se ref. /7/. Udrenert skjærstyrke beregnes iht. følgende relasjoner: Udrenert skjærstyrke basert på registrert spissmotstand: ss uu AA = qq tt σσ VV0 NN kkkk For tolkning basert på spissmotstand, benyttes følgende korrelasjonsfaktor som funksjon av OCR og I P, se ref. /7/: Lav-sensitiv leire (S t < 15): N kt = 7,8 + 2,5 log(ocr) + 0,082 I p Sensitiv leire (S t > 15): N kt = 8,5 + 2,5 log(ocr) Udrenert skjærstyrke basert på registrert poretrykk: ss uu AA = uu 2 uu 0 NN uu For tolkning basert på registrert poretrykk, benyttes følgende korrelasjonsfaktor som funksjon av OCR og I P, se ref. /7/: Lav-sensitiv leire (S t < 15) : N u = 6,9 4,0 log(ocr) + 0,07 I p Sensitiv leire (S t > 15): N u = 9,8 4,5 log(ocr) Aktiv- udrenert skjærstyrke er tolket ut ifra både registrert spissmotstand og poretrykk fra CPTU-sonderingene. Ved borpunkt 3 og 5, har vi i tillegg sammenlignet tolket skjærstyrke fra CPTU-sonderingen og med resultat fra laboratorieanalysene. Resultatene er vist på bilag E1 E5. På bakgrunn av utførte sonderinger og laboratorieforsøk har vi kommet frem til følgende karakteristiske skjærstyrkeprofil ved de forskjellige borpunktene: Norsk Gjenvinning Miljøprosjekt AS / Massedeponi Skjørten, Askim / Notat RIG03 rev 01/ Kristoffer Rabstad

5 Punkt 3 (Terreng, ca. kote +78,5) ss aa 35 kkkkkk 0 < zz < 2 mm uu = ,13 (zz 2) kkkkkk zz > 2 mm 5 Punkt 5 (Terreng, ca. kote +93) 55 kkkkkk 4 < zz < 6,5 mm ss aa ,75 (zz 6,5) kkkkkk 6,5 < zz < 10,5 mm uu = 70 kkkkkk 10,5 < zz < 16,8 mm ,43 (zz 16,8) kkkkkk zz > 16,8 mm Punkt 8 (Terreng, kote +102,8) ss aa 70 kkkkkk 6 < zz < 10 mm uu = ,5 (zz 10) kkkkkk zz > 10 mm Punkt 9 (Terreng, ca. kote +86,5) 50 kkkkkk 5 < zz < 14 mm ss aa uu = ,3 (zz 14) kkkkkk 14 < zz < 17 mm 75 kkkkkk zz > 17 mm Punkt 14 (Terreng, ca. kote +82) ss aa uu = {40 kkkkkk zz > 2 mm} I tillegg er det utført 4 ødometerforøk i leira som indikerer at prekonsolideringstrykket varierer mellom, p c ~ kpa. Dette indikerer en overkosolideringsgrad, OCR ~ 1,5 2,0. Sand I sand antas materialparametere φ k = 36 og c = 0 kpa basert på ref. /6/. Stabilitet Vi har vurdert stabiliteten av fyllingen, både i fyllingens lengeretning (profil A-A) og mot tilstøtende ravinedaler(profil B-B til G-G). Profilenes beliggenhet er vist på bilag D1. For dette notat har vi vurdert et konkret forslag til fyllings- og terrenggeometri som oversendt fra InSitu-arktikteter /10/. For å få kontrollsjekket stabiliteten i noen kritiske områder har vi laget to ekstra beregningsprofiler (sammenlignet med Notat RIG02). Beregningsforutsetninger Krav til stabilitet Totalspenningsanalyser: Krav til minste beregningsmessig sikkerhetsfaktor, S f 1,4 eller, ikke forverring. Effektivspenningsanalyser: Krav til minste beregningsmessig sikkerhetsfaktor, S f 1,25 Laster Norsk Gjenvinning Miljøprosjekt AS / Massedeponi Skjørten, Askim / Notat RIG03 rev 01/ Kristoffer Rabstad

6 I leira er det tatt høyde for anisotropi mellom aktiv-, direkte- og passiv skjærstyrke (ADP). Ved tolkning av aktiv skjærstyrke fra CPTU-sonderinger i kvikkleire og sprøbruddmateriale, anbefales det å redusere dimensjonerende skjærstyrke med 15 % iht. /4/, vi mener imidlertidig denne reduksjonen ikke er nødvendig når resultatene er sammenlignet med treaksialforsøk fra Ø54 mm sylinderprøver. For de øvrige CPTUsonderingene mener vi at reduksjonen allerede er lagt inn ved et konservativt valgt designprofil. Anbefalte ADP-verdier fra NIFS`s rapport nr. 14/2014, se ref. /8/ er gitt i tabell 3. Tabell 3: Anbefalte ADP-verdier for norsk leire I p AA ss uu ss DD AA uu /ss uu ss PP AA uu /ss uu I p 10% 1,0 0,63 0,35 I p > 10% 1,0 0,63+0,00425*(I p -10) 0,35+0,00375*(I p -10) Konservativt har vi benyttet samme ADP-verdier med antatt I p 10 % for samtlige leirprofil. Nedre del av fyllingen (75 m) forutsettes utført med rene friksjonsmasser. Stabilitetsanalysene er utført i GeoSuite Stability med Beast 2003, ref. /9/, som beregningsprogram. Programmet beregner grenselikevekt langs skjærflatene, dvs. programmet antar full mobilisering av jordmaterialet langs glideflaten. Resultat Resultatene er vist på bilag E6 E14. Profil A-A (bilag E6) Stabilitetsanalysene viser at fyllingen kan etableres med helning 1:5 opp til kote Fra kote +88 må helningen på terrenget reduseres til ca. 1:10 til 1:15 videre sørover. Ingen videre forandring med ny geometri, OK. Profil B-B (bilag E7 E8) For å få geometrien på fyllingen korrekt mtp. etterbruk er det ønskelig å etablere fylling over de nivå tidligere antydet fra oss. Dette krever en avlastning av toppen av ravineryggen for å opprettholde tilfredsstillende stabilitet. Oversendt geometri /11/ gir tilfredsstillende stabilitet i profil B-B, se bilag E8. Det avlastes i retning sør og holdes innenfor fyllingsgrense i retning nord. Profil C-C (bilag E9 E10) For at fyllingen ikke skal påvirke stabiliteten negativt samtidig som man ivaretar beregningsmessig sikkerhetsfaktor S f = 1,4 for skjærflater inn under fyllingen, må fyllingen trekkes noe tilbake fra skråningstopp mot vest, se bilag E10. Fyllingsgeometrien i /10/ viser at en er innenfor tidligere angitt fyllingsgrense, kontrollberegning ikke nødvendig. Profil D-D (bilag E11 E12) Oversendt geometri /10/ gir tilfredsstillende stabilitet, se ny beregning av fyllingsstabilitet i bilag E12. Norsk Gjenvinning Miljøprosjekt AS / Massedeponi Skjørten, Askim / Notat RIG03 rev 01/ Kristoffer Rabstad 6

7 Profil E-E (bilag E13 E14) Kontrollberegning av geometri /10/ gir tilfredsstillende stabilitet. 7 Profil F-F (bilag E15-E16) Vi etablerte et beregningsprofil F-F for å sjekke om det gikk an å gå utover angitt fyllingsgrense uten videre tiltak, det var ikke mulig. Det ble da foreslått fra Løvlien og InSitu å skjære ned ravineryggen for å få korrekt geometri på fyllingen uten å måtte gå ned 2 m i generelt nivå på fyllingen. Se vedlegg E15 og E16 for beregning av stabilitet i dagens situasjon og med foreslått fyllingsgeometri. Stabiliteten er tilfredsstillende med foreslått geometri. Profil G-G (bilag E17-E18) Det ble opprettet et profil G-G for å kontrollsjekke stabiliteten mellom profil D-D og E- E. Se bilag E17 og E18 for beregninger. Den geotekniske stabiliteten er tilfredsstillende for foreslått geometri /11/. Konklusjon Geometrien som er foreslått /11/ fra InSitu-arktikter gir tilfredsstillende geoteknisk stabilitet. Det er meget viktig at skråningstoppene skjæres ned før det fylles inn mot disse. 4. Bilag Nr. Tegninger Situasjonsplan m/ fyllingsgrense og godkjent geometri Profil A-A m/ boreresultat Fyllingsgeometri InSitu AS (skravert) D D1 D2 D3 Beregninger Tolkning av CPTU-sonderinger Stabilitetsanalyser E E1 E5 E6 E18 Norsk Gjenvinning Miljøprosjekt AS / Massedeponi Skjørten, Askim / Notat RIG03 rev 01/ Kristoffer Rabstad

8 8 Med vennlig hilsen Løvlien Georåd AS Kristoffer Rabstad Sivilingeniør geoteknikk Mobil: e-post: Kopi: - Vindveggen Arkitekter AS v/ Guro Braanaas Bredland - InSitu Arktitekter AS v/ Ida Skjoldager 5. Referanser /1/ Norsk Gjenvinning Miljøprosjekt. Massedeponi Askim. Grunnundersøkelser, datarapport. Løvlien Georåd AS, rapport nr. 1, datert /2/ NS-EN :2004+NA:2008 /3/ NS-EN 1990:2002+NA:2008 /4/ Sikkerhet mot kvikkleireskred. Veileder nr. 7 NVE, 2014 /5/ Planprogram. Reguleringsplan for massdeponi på Skjørten i Askim kommune. Vindveggen Arkitekter AS, datert /6/ Håndbok V220 Geoteknikk i vegbygging. Statens vegvesen, 2010 /7/ CPTU correlations for clays Karlsrud, Lunne Kort & Strandvik, NGI /8/ En omforent anbefaling for bruk av anisotropifaktorer i prosjektering i norske leirer. NIFS rapport nr. 14, 2014 /9/ BEAST Engineering Documentation Novapoint GeoSuite Toolbox Stability, April 2011 /10/ InSitu landskapsarkitikter, tegning L datert /11/ InSitu landskapsarkitekter, koter oversendt i epost Norsk Gjenvinning Miljøprosjekt AS / Massedeponi Skjørten, Askim / Notat RIG03 rev 01/ Kristoffer Rabstad

9

10

11 14032 Notat RIG03, Bilag D3, KR

12 Udrenert skjærfasthet 0 s ua, kpa Dybde, m su,nδu su,nkt Designlinje 0,25*σv0' Oppdragsgiver: Bilag: Prosjekt nr: Norsk Gjenvinning Miljøprosjekt AS E Prosjekt: Dato: Borpunkt: Massedeponi Askim Tekst: Ansvarlig: Kontrollert: Udrenert skjærfasthet, s u A SKA KR

13 Udrenert skjærfasthet 0 s ua, kpa Dybde, m su,nδu su,nkt Designlinje 0,25*σv0' Oppdragsgiver: Bilag: Prosjekt nr: Norsk Gjenvinning Miljøprosjekt E Prosjekt: Dato: Borpunkt: Massedeponi Askim Tekst: Ansvarlig: Kontrollert: Udrenert skjærfasthet, s u A SKA KR

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29