M U L T I C O N S U L T

Transkript

1

2 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T Innholdsfortegnelse 1. Innledning Grunnlag Topografi og grunnforhold Generelt Topografi og løsmasser Grunnvann Kvikkleiresoner Elveforbygning Sikkerhetsprinsipper Geotekniske problemstillinger Konsekvensklasse og pålitelighetsklasse Bruddmekanisme Sikkerhetsnivå stabilitetsanalyser Geoteknisk kategori Kontrollklasse og utførelseskontroll Kvalitetssystem Materialparametre Tolkning av beregningsparametre Stabilitet Generelt Overslagsberegninger Beregningsverktøy Stabilitetsberegninger Laster PR. -3 (Sør for Øysterelva) PR (Nord for Øysterelva) Geoteknisk vurdering Stabilitet Generelt Sør for Øysterelva Nord for Øysterelva Setninger Erosjonssikring av elveløp Stabilitet landkar RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 2 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

3 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T 7.5 Fundamentering bru Rekkefølge på terrengarbeider Kritiske momenter Videre arbeider Referanser Tegninger Oversiktskart -2 Borplan med klassifisering av grunnundersøkesler -4.6 CPTU BP.13, udrenert skjærfasthet, s ua, korrelert mot S t, OCR og I p -4.7 CPTU BP.13, udrenert skjærfasthet, s ua, korrelert mot B q samt SHANSEP-analyse -4.8 CPTU BP.13, prekonsolideringsspenning, p c -4.9 CPTU BP.13, overkonsolideringsgrad, OCR -4.1 CPTU BP.13, deformasjonsmodul, M OC og M NC CPTU BP.15, udrenert skjærfasthet, s ua, korrelert mot S t, OCR og I p CPTU BP.15, udrenert skjærfasthet, s ua, korrelert mot B q samt SHANSEP-analyse CPTU BP.15, prekonsolideringsspenning, p c CPTU BP.15, overkonsolideringsgrad, OCR CPTU BP.15, deformasjonsmodul, M OC og M NC CPTU BP.16, udrenert skjærfasthet, s ua, korrelert mot S t, OCR og I p CPTU BP.16, udrenert skjærfasthet, s ua, korrelert mot B q samt SHANSEP-analyse CPTU BP.16, prekonsolideringsspenning, p c CPTU BP.16, overkonsolideringsgrad, OCR CPTU BP.16, deformasjonsmodul, M OC og M NC CPTU BP.19, udrenert skjærfasthet, s ua, korrelert mot S t, OCR og I p CPTU BP.19, udrenert skjærfasthet, s ua, korrelert mot B q samt SHANSEP-analyse CPTU BP.19, prekonsolideringsspenning, p c CPTU BP.19, overkonsolideringsgrad, OCR CPTU BP.19, deformasjonsmodul, M OC og M NC CPTU BP.28, udrenert skjærfasthet, s ua, korrelert mot S t, OCR og I p CPTU BP.28, udrenert skjærfasthet, s ua, korrelert mot B q samt SHANSEP-analyse CPTU BP.28, prekonsolideringsspenning, p c RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 3 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

4 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T CPTU BP.28, overkonsolideringsgrad, OCR CPTU BP.28, deformasjonsmodul, M OC og M NC Kontinuerlig ødometerforsøk, PR.28, d=13,3 m, Plott A med tolkede parametre Samleplott treaksialforsøk, PR.28, d=13,2 m og 13,4 m spenningssti med tolket styrke Samleplott treaksialforsøk, PR.28, d=13,2 m og 13,4 m arbeidskurve Samleplott treaksialforsøk, PR.28, d=13,2 m og 13,4 m vannutpressing volumtøyning -1 Profil A-A, tolket lagdeling -11 Profil B-B, tolket lagdeling -12 Profil C-C, tolket lagdeling -15, Rev A Profil 49, tolket lagdeling -2, Rev A Aktiv udrenert skjærfasthet, s ua, profil Profil A-A, stabilitetsberegning, dagens geometri, ADP-analyse Profil 49, stabilitetsberegning, permanenttilstanden, uten tiltak, ADP-analyse Profil 49, stabilitetsberegning, permanenttilstanden, uten tiltak, aφ-analyse Profil 49, stabilitetsberegning, permanenttilstanden, med tiltak, ADP-analyse Profil 49, stabilitetsberegning, permanenttilstanden, med tiltak, aφ-analyse -4 Poretrykksmåling, BP. 28 Vedlegg 1. Oversikt over planlagte sikringstiltak langs Øysterelva 2. Oppsummering treaksialforsøk RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 4 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

5 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T 1. Innledning Statens Vegvesen planlegger ny Årgårdbru over Øysterelva på Fv 17 ved Årgård i Namdalseid kommune. Den nye brua skal erstatte eksisterende bru på Fv 17 som er for smal for dagens trafikkbelastning. Videre skal også vegen rettes ut noe ved brua. Multiconsult AS er engasjert for å utføre geoteknisk prosjektering i forbindelse med regulerings- og byggeplan. Foreliggende rapport presenterer grunnlag for geotekniske beregninger og vurderinger. Videre presenteres resultater fra stabilitetsberegninger og setningsvurderinger samt vurdering av fundamentering av ny Årgårdbru. 2. Grunnlag Grunnundersøkelser for den nye brua er utført av Statens Vegvesen. Resultatene fra undersøkelsene er presentert i rapport nr RIG-RAP-1. Det er tidligere utført grunnundersøkelser ved Årgårdbrua. Disse undersøkelsene er presentert i følgende rapport: Tabell 2.1 Tidligere grunnundersøkelser ved Årgård Rapport nr. Utførende År Oppdragsgiver Oppdragsnavn Vd-115A Statens Vegvesen 1997 Rv.17 Årgård bru Resultater fra disse undersøkelsene er delvis innarbeidet i rapport nr RIG-RAP-1. Videre er følgende dokumenter/tegninger benyttet som grunnlag: Tabell 2.2 Grunnlagsdokumenter Nr. Tegning/dokument Tittel/Kommentar Mottatt dato 1 T_geom.dwg Plantegning for ny Årgård bru VIPS-data Horisontal- og vertikaldata for ny veg ved Årgårdbrua Forprosjekt, Årgårdbrua V. 17/7 Årgårdbru A 36 Årgård bru, Ekstraordinær bruforsterkning A 37 Årgård bru, Ekstraordinær bruforsterkning 1943, Forskalingstegning Veglinjer, fyllingsutslag og tverrprofiler er utarbeidet av Statens Vegvesen. Som høydereferanse i beregninger og på tegninger benyttes NGOs høydesystem RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 5 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

6 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T 3. Topografi og grunnforhold 3.1 Generelt Årgårdbrua krysser Øysterelva rett oppstrøms der elvene Øysterelva og Årgårdselva møtes. På Figur 3.1 er det vist flyfoto over det aktuelle området. Årgårdselva Fv 17 Årgårdbrua Årgård Øysterelva Figur 3.1 Flyfoto over Årgård (kilde: Kvartærgeologisk kart viser at løsmassene består av elveavsetninger sør for Øysterelva. Ved nordre bredde av Øysterelva viser kartet også elveavsetninger i ei tynn sone. Videre nordover er det marine løsmasseavsetninger. Øst for vegen er det bart berg/stedvis tynt løsmassedekke. Utsnitt av kvartærgeologisk kart er vist på Figur RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 6 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

7 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T Årgårdbrua Årgård Øysterelva Figur 3.2 Utsnitt av kvartærgeologsk kart - løsmasser (fra Topografi og løsmasser Sør for Øysterelva Terrenget sør for Øysterelva kan karakteriseres som en elveterasse beliggende mellom Øysterelva og Årgårdselva. Oppe på terrassen ligger terrenget på ca. kote +18. Ned mot Årgårdselva og Øysterelva er det bratte elveskråninger med helning typisk ca. 1:1,3. Løsmassene på elveterrassen består i hovedsak av sand/silt med mektighet på ca. 1 til 3 m over leire med enkelte innskutte sand-/siltlag. Sondering utført ved søndre landkar er avsluttet mot antatt berg 52 m under terreng. Over berg er det i dette borpunktet registrert et fastere lagret lag på ca. 4 m mektighet. Dette laget er vurdert til å være sand/grus ut fra sonderingsmotstanden. Øvrige sonderinger er avsluttet mellom 3 og 5 m under terreng uten at fast grunn eller berg er påtruffet. Nord for Øysterelva Nord for Øysterelva ligger Fv 17 også på en elveterrasse. Terrenget på elveterassen er relativt flatt og ligger på ca. kote +6 til +8. Elveskråninga er bratt med helning typisk 1:1,5. Øst for vegen er det berg i dagen RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 7 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

8 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T Løsmassene består i hovedsak av et topplag av sand/silt på ca. 8 til 14 m mektighet. Derunder er det bløt leire eller kvikkleire. Overdekninga over kvikkleira er ca. 26 m ved Årgårdbrua og minker med avstanden fra Årgårdbrua. Ved PR er overdekninga over kvikkleira ca. 8 m. Det vil si at kvikkleira ligger omtrent i nivå med elvebunn i Årgårdselva. Det er stedvis registrert et fastere lagret lag over berg på opptil ca. 13 m mektighet. Dette laget er vurdert til å være sand/grus ut fra sonderingsmotstanden. 3.3 Grunnvann Grunnvannstanden ble peilet til 5 cm under terreng i BP. 27 i forbindelse med feltarbeidet i april 211. Videre er det satt ned to elektriske poretrykksmålere (PVT-målere). Disse er satt ned ved BP. 28 i dybde henholdsvis 6,5 og 25, m under terreng. Tegning nr viser målt poretrykk fram til 13. oktober 211 samt valgt designlinje poretrykk. Tabell 3.1 viser målte poretrykk og tilsvarende grunnvannsnivå. Borpunkt Tabell 3.1 Kote terreng Poretrykksavlesning Kote piezometerspiss Løsmasser ved pzspiss Høyeste avleste poretrykk [kpa] Grunnvannsnivå fra poretrykk [kote]* 28 +6, -,5 Sandig silt 38,6 +3, , -14,5 Ant. kvikkleire 26,1 +6,1 * Hydrostatisk poretrykksfordeling Grunnvannstanden varierer normalt med årstider og nedbør. Erfaringsmessig kan grunnvannsnivået stå vesentlig høyere i perioder med nedbør og/eller snøsmelting. Poretrykksmålingene bør videreføres for å dokumentere poretrykksvariasjoner over tid. 3.4 Kvikkleiresoner Iht. NVEs kvikkleirekartlegging er det ikke noen kjent kvikkleiresone ved Årgårdbrua. Det er imidlertid flere kvikkleiresoner oppstrøms Øysterelva, se Figur RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 8 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

9 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T Årgårdselva Årgårdbrua Figur 3.3 Kvikkleirekart faregrad (kilde: Elveforbygning Det er planlagt elveforbygning langs Øysterelva i regi av NVE. De planlagte tiltakene omfatter full erosjonssikring av hele elveleiet på en delstrekning (sør for Berre) og for øvrig erosjonssikring i elvas yttersvinger, se vedlegg 1. Tiltakene er planlagt ved de kjente kvikkleiresonene og avsluttes ca. 75 m oppstrøms Øysterelva regnet fra Årgårbrua. Oppstart sikringsarbeid er planlagt til høsten inneværende år RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 9 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

10 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T 4. Sikkerhetsprinsipper 4.1 Geotekniske problemstillinger Geotekniske problemstillinger for utbygginga er hovedsakelig relatert til Stabilitet, både i anleggsfasen og permanent fase. Fundamenteringsløsning for ny Årgårdbru. Setninger som følge av tilløpsfyllinger mot landkar. Vurdering av flom- og erosjonsforhold i anleggsfasen og permanenttilstanden ivaretas av andre og er ikke vurdert i denne rapporten. Dette gjelder også eventuell anstrengt stabilitet lengre oppstrøms Øysterelva. 4.2 Konsekvensklasse og pålitelighetsklasse Konsekvensklasser er behandlet i tillegg B i Eurokode. Tabell NA.A1 (91) i nasjonalt tillegg av Eurokoden gir rettledende eksempler på plassering av byggverk, konstruksjoner og konstruksjonsdeler i Pålitelighetsklasser (CC/RC) 1-4 /16/. Fundamenteringsarbeidene for brua er vurdert til å falle under kategorien: Veg og jernbanebruer i Tabell NA.A1 (91). Prosjektet plasseres derfor i Pålitelighetsklasse CC/RC 3, som ut fra Tabell B1 /16/ beskriver stor konsekvens i form av tap av menneskeliv og/eller svært store økonomiske, sosiale eller miljømessige konsekvenser. 4.3 Bruddmekanisme Utførte treaksialforsøk viser at leira (sprøbruddmateriale) og kvikkleira har kontraktant bruddutvikling. Basert på en totalvurdering vurderes bruddmekanismen å være sprø da vi har mektige kvikkleirelag. 4.4 Sikkerhetsnivå stabilitetsanalyser Med konsekvensklasse "CC3 meget alvorlig" og bruddmekanisme "sprø" krever håndbok 16 en beregningsmessig partialfaktor på γ M 1,6 for lokalstabilitet for konstruksjoner eller konstruktive tiltak. Dersom konsekvensklassen eller bruddmekanisme kan settes lavere enn "CC3" for deler av influensområdet vil dette påvirke kravet for aktuelt delområde. Ved områdestabilitet gjelder i utgangspunktet kravet til partialfaktor γ M 1,6. Håndbok 16 åpner for at kravet til partialfaktor kan reduseres til γ M >1,4 dersom kravet til partialfaktor γ M 1,6 ikke kan oppnås. Videre åpnes det for bruk av prosentvis forbedring der det ikke er teknisk mulig å oppnå γ M 1,4. Kravene til lokalstabilitet og områdestabilitet er forsøkt illustrert i figur.5 i håndbok 16. Figuren er gjengitt under RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 1 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

11 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T Figur 4.1 Illustrasjon av prosentvis forbedring og krav til γ M (Figur.5 i HB 16) Ved områdestabilitet legges til grunn prinsippet om prosentvis forbedring da kravet til partialfaktor γ M 1,6 vil medføre uforholdsmessige terrenginngrep langt utenfor veglinja pga de krevende grunnforholdene. Iht. krav i håndbok 16 skal da mulige utløsende skredmekanismer og eventuelle nødvendige sikringstiltak vurderes. Krav til prosentvis forbedring er avhengig av beregnet forut for tiltak, se Figur 4.2 under. Figur 4.2 Krav til prosentvis forbedring av stabilitetsforhold ved totalspenningsanalyse (Figur.4 i HB 16) 4.5 Geoteknisk kategori Eurokode 7 stiller krav til prosjektering ut fra tre ulike geotekniske kategorier. Valg av kategori blir gjort ut fra standarden sitt punkt 2.1 Krav til prosjektering /17/. Prosjektet omfatter ramming av peler nært inntil eksisterende brufundament samt noe fyllingsog sprengningsarbeider hvor det er registrert kvikkleire i grunnen. Det er tidligere gjort grunnundersøkelser i området, og man har god erfaring på tilsvarende grunnforhold og konstruksjoner (pelefundamentering og stabilitetsvurderinger). I utgangspunktet klassifiseres prosjektet som en konvensjonell konstruksjon uten unormal risiko, og det velges krav til RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 11 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

12 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T prosjektering iht. Geoteknisk kategori 2. Håndbok 16 krever imidlertid at prosjekter som anvender prosentvis forbedring iht. Figur 4.2 alltid skal benytte Geoteknisk kategori 3. Dette innebærer strengere krav til omfang grunnundersøkelser, dokumentasjon ved prosjektering og utførelse. 4.6 Kontrollklasse og utførelseskontroll Håndbok 16 kapittel.6.1 angir at prosjekter i Geoteknisk kategori 3 bør plasseres klasse U (Uavhengig eller utvidet kontroll). For prosjektering gjelder da at det skal utføres uavhengig kontroll av uavhengig firma. Denne kontrollen kommer da i tillegg til grunnleggende kontroll (egenkontroll) og kollegakontroll / sidemannskontroll. Dette gjennomføres etter vanlig praksis i Multiconsult. For utføring innebær kontrollklasse U at det fra foretaket som utfører arbeidet skal gjøres basiskontroll av alt utført arbeid. I tillegg skal det utføres en intern systematisk kontroll som innebærer regelmessig kontroll med faste rutiner og dokumentasjon. Videre skal det utføres en uavhengig kontroll av et annet foretak enn det som utfører arbeidet. 4.7 Kvalitetssystem Eurokode krever at det ved prosjektering av konstruksjoner i pålitelighetsklasse 2, 3 og 4 skal være et kvalitetssystem tilgjengelig, og at dette systemet skal tilfredsstille NS-EN ISO 9-serien for konstruksjoner i pålitelighetsklasse 4. Multiconsults styringssystem tilfredsstiller sistnevnte krav, og kravet er således også ivaretatt for pålitelighetsklasse 3. Under vises Statens vegvesens veiledning til kontroller som forventes utført avhengig av valgt kontrollklasse (Basis / Normal / Utvidet) over. Figur 4.3 Omfang av prosjekteringskontroll relatert til kontrollklasse (figur.9 i HB 16) RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 12 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

13 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T 5. Materialparametre 5.1 Tolkning av beregningsparametre Tolkning av parametre er utført på basis av utførte CPTU-sonderinger og opptatte 54 mm prøveserier. Det er spesielt lagt vekt på spesialforsøkene samt tolkning av skjærfasthet og stivhetsparametere fra CPTU-sonderingene. Kvalitet av undersøkelser Prøvetaking av sensitiv eller kvikkleire med 54 mm sylinderprøver vurderes å ligge Kvalitetsklasse 2 3. Enkelte prøver av sensitiv leire ligger i Kvalitetsklasse 2, Akseptabel kvalitet, mens hoveddelen av prøvene ligger i Kvalitetsklasse 3, Forstyrret kvalitet. Sammenstilling av treaksialforsøk med vurdering av prøvekvalitet er vist i vedlegg 2. Vurdering av prøvekvalitet er basert på målt volumtøyning og poretallsendring i konsolideringsfasen på treaksialforsøk iht. tabell 5.1 i ref. /6/ samt ref. /15/. Prøvekvalitet er også vurdert ut i fra bruddtøyning på enaksialforsøk. Utførte CPTU-sonderinger vurderes generelt å være av tilfredsstillende kvalitet og vurderes i hovedsak å ligge i anvendelsesklasse 2. Dette skyldes blant annet at helningsavviket er større enn 5º for samtlige sonderinger samt at poretrykksresponsen vurderes generelt å være noe dårlig ( bananform ). Helningsavviket vurderes å ha liten betydning for tolkning av selve forsøksresultatene, men vil ha noe betydning for nøyaktighet av angitt dybde, spesielt ved store dybder. Årsaken til at poretrykksresponsen er dårlig kan skyldes at sonderingene er startet for tidlig og at filtrene har mistet full metning i de faste/grove topplagene. Tyngdetetthet Målt tyngdetetthet på opptatte prøver er benyttet som grunnlag. Ved store variasjoner i målte verdier er gjennomsnittlige verdier benyttet. For materialer som det ikke er målt tyngdetetthet på, er det benyttet erfaringsverdier iht. håndbok 16. Se vedlegg 1 og 2 i rapport nr RIG-RAP-1 for geotekniske data. Grunnvannsnivå og poretrykksfordeling med dybden I tolkning av CPTU-sonderingene er poretrykket justert i forhold til målt poretrykk. Da målingene av poretrykk er utført i kort periode og i hovedsak i løpet av september-oktober 211, er det valgt å være noe konservativ i vurderingene av poretrykk/poretrykksfordeling med dybden. Vannspeilet i Øysterelva og Årgårdselva varierer noe med nedbør og snøsmelting samt at det er påvirket av tidevannet. I stabilitetsberegningene er vannspeilet i Årgårdselva lagt på kote +,5 og på kote +,8 i Øysterelva. I tolkning av CPTU og stabilitetsberegninger er følgende poretrykk lagt til grunn: BP. 13: Hydrostatisk poretrykk fra 2, m under terreng. BP. 15: Hydrostatisk poretrykk fra 9, m under terreng. BP. 16: Hydrostatisk poretrykk fra 8, m under terreng. BP. 19: Hydrostatisk poretrykk fra 6, m under terreng RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 13 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

14 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T BP. 28: Målt poretrykk i piezometeret 6,5 m under terreng tilsvarer en grunnvannstand 2,6 m under terreng. I piezometeret 2,5 m under terreng er det målt et poreovertrykk på ca. 27 kpa. I tolkninga av CPTU og beregningene er det valgt å være konservativ. Det er derfor lagt inn poretrykk med grunnvannstand 2, m under terreng og γ w =12, kn/m 3 i fra 9 m under terreng (se tegning nr ). Deformasjonsegenskaper Ødometerforsøk Ødometerforsøk utført på opptatte prøver viser at grunnen er overkonsolidert. Se tegning nr og for resultat fra ødometerforsøk. Tolkede parametre fra ødometerforsøk er oppsummert i Tabell 5.1. Tabell 5.1 Tolkede parametre fra ødometerforsøk BP. [nr] Terreng -kote [moh] Dybde [m] σ v [kpa] σ c [kpa] Tolket fra ødometerforsøk POP= σ c [kpa] M OC [MPa] M NC [MPa] Estimert tidligere terrengnivå [moh] Valgt POP= σ c [kpa] 28 +6, 13,3 121,4 2 78,6 8? 1) 4 +14, 8 1) Meget usikker tolkning Forsøket viser forstyrret prøvekvalitet og er av den grunn vanskelig å tolke. Prekonsolideringsspenningen, σ c, er derfor tolket forsiktig i dette borpunktet. Basert på ødometerforsøket vurderes tidligere terrengnivå å ligge på ca. kote +14 nord for Øysterelva. σ c og OCR fra CPTU Prekonsolideringsforhold og grunnens deformasjonsegenskaper er bestemt ut i fra ødometerforsøkene. Data fra CPTU er benyttet til å ekstrapolere dataene fra ødometerforsøk mot dybden. Det er benyttet tolkning fra CPTU både på spissmotstands- og poretrykksbasis. For spissmotstand er følgende forhold benyttet i tolkningen: σ OCR = σ cq v ' ' σ cq q n ' = α N kt a der, α = normalkonsolideringsforhold; α=,25 er benyttet N kt = spissmotstandsfaktor; N kt = 1 er benyttet RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 14 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

15 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T OCR fra registrert poretrykk er tolket som: σ OCR = σ cu v ' ' σ cu ' = u α N u a der, α = normalkonsolideringsforhold; α=,25 er benyttet N u = poretrykksfaktor; N u = 8 er benyttet Det er valgt å legge vekt på tolkninga på spissmotstandsbasis da løsmassene består av et mektig topplag med friksjonsmasser over kohesjonsmasser. Videre er sonderingene startet fra terreng (over grunnvannstand). Følgelig er poretrykksresponsen dårlig pga dårlig metning av filter. Tolkninga på spissmotstandsbasis indikerer at leira er svakt overkonsolidert. Tolkning av prekonsolideringsspenning, p c, er vist på tegning nr , -41.8, -42.8, og Tegning nr , -41.9, -42.9, og viser tolkning av overkonsolideringsgrad (OCR) både på spissmotstands- og poretrykksbasis. De to metodene gir relativt godt samsvar og indikerer at leira er svakt overkonsolidert. Modul fra CPTU For å estimere jordens deformasjonsegenskaper er det benyttet enkle semi-empiriske relasjoner. Deformasjonsmodul i prekonsolidert spenningsområde σ < σ c, M OC er estimert ut fra følgende uttrykk: M OC = m q i n der, m i = insitu modultall, leire; m i = 15 er benyttet q n = netto spissmotstand Modulverdien, M NC, ved prekonsolideringsspenninga σ c er estimert ut i fra følgende uttrykk: M NC = m n q n der, m n = insitu modultall, leire; m n = 6 er benyttet Tolkning av deformasjonsmodul, M OC og M NC, er vist på tegning nr , -41.1, , og RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 15 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

16 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T Udrenerte styrkeparametre s u fra enaks og konus Verdier for s u fra rutineundersøkelser på opptatte prøver (enaks og konus) er i våre vurderinger benyttet som verdier for direkte skjærfasthet, s ud. Rutineundersøkelsene viser store variasjoner i målt udrenert skjærfasthet og indikerer varierende prøvekvalitet. I plot av s ua tolket fra CPTU er s ud omregnet til s ua ved å multiplisere med faktor på 1/,67. s ua fra treaksialforsøk Karakteristiske verdier (s ua ) er tatt ut ved brudd. Oppsummering av tolket styrke fra treaksialforsøk er vist i vedlegg 2. s ua fra CPTU-sonderinger For bestemmelse av udrenert skjærfasthet er CPTU-sonderingene korrelert iht. empirisk baserte tolkningsfaktorer etter Karlsrud m. fl., se ref. /11/ og /13/. For finkornige masser med relativt homogene forhold betraktes tolkning av CPTU på poretrykksbasis som den mest egnede metoden. Da CPTU-sonderingene generelt viser noe dårlig poretrykksrespons pga mektig topplag av friksjonsmasser samt dårlig filtermetning, er det valgt å legge vekt på korrelasjoner på spissmotstandsbasis. Det er benyttet forskjellig korrelasjon på leire og kvikkleire/sprøbruddmaterialer (differensiert i forhold til lagdeling/sensitivitet). Metode basert på poretrykk, u s ua = u N u der, u = u 2 u, registrert poreovertrykk i CPTU N u = tolkningsfaktor på poretrykksbasis Tolkning av CPTU er basert på N u bestemt ut fra korrelasjoner mot B q samt korrelasjoner mot OCR, S t og I p basert på erfaringsverdier korrelert mot aktive treaksialforsøk. Følgende korrelasjoner er benyttet: Empirisk middelvariasjon i B q Empirisk middelvariasjon i OCR, S t og I p Leire (S t < 15) Kvikkleire/ N u = 1,8 + 7, 25 Bq N u = 6,9 4, logocr +, 7 I p N 25 u = 1,8 + 7, B q N u = 9,8 4,5 logocr +, I p sprøbruddmateriale (S t > 15) RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 16 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

17 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T B q der, = u q n q n = netto spissmotstand Metode basert på spissmotstand, q t For sammenligning er det tatt med tolkning av CPTU på spissmotstandsbasis. På spissmotstandsbasis bestemmes s ua som: q = σ t v s ua = N kt q N n kt der, q t = korrigert spissmotstand σ v N kt = in situ vertikal overlagringstrykk = bæreevnefaktor/konfaktor N kt er bestemt ut i fra følgende prosedyrer: Empirisk middelvariasjon i B q Empirisk middelvariasjon i OCR, S t og I p Leire (S t < 15) N kt = 5 18,7 12, Bq N kt = 7,8 + 2,5 logocr +, 82 I p Kvikkleire/sprøbruddmateriale N = 18,7 12, 5 N kt = 8,5 + 2,5 log OCR +, I p kt B q (S t > 15) Metode basert på effektiv spissmotstand, q t Det bemerkes at det er dårlig metning av filter (lav poretrykksrespons)ved trykksonderingene, som gjør metoden noe usikker. På effektiv spissmotstandsbasis bestemmes s ua som: s ua = q t u N ke 2 = q ' N t ke der, q t = effektiv spissmotstand u 2 N ke = totalt korrigert poretrykk = bæreevnefaktor/konfaktor RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 17 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

18 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T N ke er bestemt ut i fra følgende prosedyrer: Empirisk middelvariasjon i B q Empirisk middelvariasjon i OCR, S t og I p Leire (S t < 15) N ke = 13,8 12, 5 B = 11,5 9, 5 Bq q N ke Kvikkleire/sprøbruddmateriale N = 13,8 12, 5 = 12,5 11, Bq ke B q N ke (S t > 15) Tegning nr , -4.7, -41.6, -41.7, -42.6, -42.7, -43.6, -43.7, og viser de tolkede skjærfasthetsprofilene med valgt karakteristisk designverdi. Det er valgt å ikke redusere peak verdien på s ua for uttak av karakteristisk styrke. Designverdiene er i stedet redusert med 15 % i stabilitetsberegningene for kvikkleire/sprøbruddmateriale iht. NVEs retningslinjer. Reduksjonen er modellert ved at anisotropifaktoren for aktiv udrenert skjærfasthet er redusert med 15 %. Udrenert skjærfasthet modellert etter SHANSEP-prinsippet Udrenert skjærfasthet er nært relatert til in-situ effektivspenninger og leiras overkonsolideringsgrad. Udrenert skjærfasthet øker med økning i effektivspenning. Denne økninga er avhengig av overkonsolideringsgraden. Udrenert skjærfasthet avhengig av overkonsolideringsgraden kan modelleres etter SHANSEP-prinsippet /5/: s ua m = α OCR σ ' der, α = Normalisert styrke av helt ung leire (OCR = 1,) OCR = Overkonsolideringsgrad = σ c /σ m σ σ c = Eksponent som for norske leirer typisk har vist seg å variere mellom ca.,6 og,9 avhengig av leira og forsøkstype. = Insitu vertikal effektivspenning = Prekonsolideringsspenning For bestemmelse av faktorene α og m er s ua /σ beregnet fra treaksialforsøkene og plottet mot antatt OCR i hvert forsøk, se Figur 5.1. Ut fra dette er det brukt samme α og m-faktor i hele planområdet, mens σ og OCR varierer for hvert borpunkt RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 18 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

19 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T Figur 5.1 Tilpassing av SHANSEP-faktorer i forhold til målt s ua fra treaksialforsøk i planområdet I beregningene er det valgt å bruke: α =,3 m =,7 Det er tatt utgangspunkt i at grunnen er overkonsolidert tilsvarende en tilleggspenning som angitt i Tabell RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 19 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

20 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T Utskrift av beregnet udrenert skjærfasthet etter SHANSEP-prinsippet er vist på tegning nr , -41.7, -42.7, og SHANSEP-prinsippet er videre benyttet til å beregne udrenert skjærfasthet i elveløpet. Denne tilnærminga vurderes å være på konservativ side. Det er tatt utgangspunkt i at grunnen er overkonsolidert tilsvarende en tilleggspenning POP= σ c -σ v = 8 kpa. Det vil si at tidligere terrengnivå har ligget på ca. kote +14. Valgt styrkeprofil er vist på tegning nr , Rev A. Anisotropi For beregninger på totalspenningsbasis (ADP-analyser) er det benyttet anisotropisk jordmodell. Dersom det ikke er utført laboratorieundersøkelser for å fastlegge forholdet mellom aktiv, passiv og direkte udrenert skjærfasthet kan dette iht. håndbok 16, kapittel anslagsvis settes til: s s s ua ud ua = 1,5 = 1, =,5 ( au + p ') tanθ u ( au + p ') tanθ u ( au + p ') tanθ u Dette gir følgende anisotropiforhold: s s s s ud ua up ua =,67 =,33 I valgte styrkeprofiler er det lagt inn verdi for s ua basert på rutinedata (s uk og s ut er omregnet til s ua ) og tolket styrke fra treaksialforsøk og CPTU. Effektivspenningsparametre, friksjonsvinkel, φ k For effektivspenningsparametere på kvikkleira/sensitiv leire (sprøbruddmateriale) er det tatt ut a-φ parametere fra de udrenerte treaksialforsøkene. For de andre materialene er det benyttet erfaringsverdier. Oppsummering av tolkede verdier fra treaksialforsøkene er vist i vedlegg 2. Kvikkleire/sprøbruddmateriale Bruddstyrken er tatt ut ved 1-1,5 % tøyning. Ut i fra treaksialforsøkene vurderes karakteristisk friksjonsvinkel til å være φ k = 26,6 (tan φ k =,5) og attraksjon a = 1 kpa. Tolket styrke fra treaksialforsøkene er vist på tegning nr samt i vedlegg 2. Valgte styrkeparametere benyttet ved beregningene er angitt i Tabell 5.2 under RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 2 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

21 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T Materialparametre Valgte styrkeparametere benyttet ved beregningene er angitt i tabellen under. Følgende materialparametre er benyttet: Tabell 5.2 Materialparametre Tyngdetetthet, γ Friksjon, tan φ k Attraksjon, a Sand/silt 2, kn/m 3,65 (φ k = 33, ) kpa Kvikkleire 2, kn/m 3,5 (φ k = 26,6 ) 1 kpa Leire 2, kn/m 3,5 (φ k = 26,6 ) 1 kpa Vegoverbygning/vegfundament (bære- og forsterkningslag samt dekke) 21, kn/m 3,84 (φ k = 4, ) kpa 6. Stabilitet 6.1 Generelt Overslagsberegninger Som innspill til planprosessen ble det sommeren 211 utført overslagsberegninger for ett utvalgt profil for å vurdere stabilitetsforholdene. Det vises til notat RIG 1, datert 15. juli 211. Overslagsberegningene viste at stabiliteten av elveskråningene er lav. Beregningene viste også at det kreves nedslaking av elveskråningene samt elveforbygning for å oppnå tilfredsstillende sikkerhetsnivå mot utglidninger Beregningsverktøy Stabilitetsberegningene er utført med beregningsprogrammet "GeoSuite Stability" versjon 5..5 med beregningsmetode Beast 23. Beregningsmetoden er basert på grenselikevektsmetode, og anvender en versjon av lamellmetoden som tilfredsstiller både kraft- og momentlikevekt. Programmet søker selv etter kritisk sirkulærsylindrisk glideflate for definerte variasjonsområder av sirkelsentrum. Det er også mulig å definere egne glideflater i programmet Stabilitetsberegninger I denne fasen er det utført beregninger for to utvalgte profiler, PR. A-A og PR. 49. Disse profilene er antatt å være mest kritiske på bakgrunn av grunnforhold og topografi. Plassering av profilene er vist på tegning nr Det er utført beregninger ved udrenert totalspenningsanalyse, ADP-analyse, samt drenert effektivspenningsanalyse, aφ-analyse RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 21 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

22 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T Der beregningsmessig sikkerhet er for lav, er det vist tiltak som gir prosentvis forbedring av stabiliteten ved vurdering av områdestabilitet (jfr. krav i Hb 16). For lokalstabilitet av veg er tiltakene utformet slik at kravene til absolutte sikkerhetsfaktorer i Hb 16 blir tilfredsstilt. For beregninger på totalspenningsbasis (ADP-analyser) er det benyttet anisotropisk jordmodell Laster Ved stabilitetsberegningene er det benyttet en jevnt fordelt trafikklast på F rep = 1 kpa for hele vegens bredde inkludert skuldre. Merknad: Fra Håndbok 16 kap : Om ikke andre tungtveiende forhold tilsier annet skal en benytte en trafikklast på 1 kpa for alle midlertidige og permanente veger og plasser som skal trafikkeres. I tillegg skal det også benyttes lastkoeffisient på denne lasten. Det anbefales at trafikklastene benyttes for hele vegfyllingen. Ved eventuelle andre laster må last og lastfaktor vurderes særskilt. 6.2 PR. -3 (Sør for Øysterelva) Profil A-A Profil for vurdering av stabilitet ned mot Øystrelva. Vannnivået i Øysterelva er i beregningene satt til kote +,8. Det er ikke installert poretrykksmålere sør for Øysterelva. Grunnvannstanden er derfor vurdert ut i fra poretrykksresponsen i CPTU-sonderinger. Da løsmassene består av friksjonsmasser til stor dybde, er det valgt å kun utføre stabilitetsberegninger på effektivspenningsbasis. Tabell 6.1 Sikkerhetsfaktor for kritisk skjærflate profil A-A Tegning nr. Beregning Analyse Sikkerhetsfaktor γ M for kritisk skjærflate ProfilA-A, permanenttilstanden ADP-analyse 1,3* 3,54** *Lokal stabilitet av elveskråning ned mot Øysterelva **Skjærflate gjennom Fv PR (Nord for Øysterelva) Profil 49 Vannivået i Årgårdselva er satt til kote +,5 (vannstanden i Årgårdselva er påvirket av tidevannet). Grunnvannstanden ble peilet til 5 cm under terreng i BP. 27 i forbindelse med feltarbeidene i april d. a. Da metoden med peiling av grunnvannstand i borhull er usikker samt at ved det aktuelle tidspunktet kunne være tele i bakken, er det valgt å legge grunnvannstanden til,5 m under terreng ved ytterkant vegfylling for Fv 17. Udrenert skjærfasthet er vurdert ut i fra opptatte prøveserie i BP. 27 og 28 samt CPTUsondering i BP RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 22 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

23 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T Tabell 6.2 Sikkerhetsfaktor for kritisk skjærflate profil 49 Tegning nr. Beregning Analyse Sikkerhetsfaktor γ M for kritisk skjærflate Profil 49, permanenttilstanden uten tiltak ADP-analyse 1,11* 1,15** Profil 49, permanenttilstanden uten tiltak aφ-analyse 1,18* 2,17** Profil 49, permanenttilstanden (inkl. terrengtiltak/kcpeler) Profil 49, permenenttilstanden (inkl. terrengtiltak/kcpeler) ADP-analyse 1,32* 1,61** aφ-analyse 2,2* 2,47** *Lokal stabilitet av elveskråning ned mot Årgårdselva **Skjærflate gjennom Fv. 17 For KC-peler er det benyttet s ua =125 kpa i udrenerte beregninger. For drenerte analyser er det benyttet friksjonsvinkel på φ k =42 for KC-stabilisert sone. Med beskrevet/angitt terrengtiltak oppnås en beregningsmessig forbedring av lokalstabiliteten av elveskråninga iht. figur.4 i håndbok 16. For skjærflater gjennom vegen oppnås sikkerhetsfaktor på γ M >1,6. 7. Geoteknisk vurdering 7.1 Stabilitet Generelt Det er registrert kvikkleire ved nordre landkar for ny Årgårdbru. Videre er det påtruffet kvikkleire nord for brua i nivå med elvebunn i Årgårdselva. Kritiske forhold i forbindelse med planlagt utbygging vil være relatert til bygge- og anleggsfasen. Det er av avgjørende betydning at stabiliteten ikke forverres i noen fase av utbygginga, og at det gjennomføres stabiliserende tiltak for de mest stabilitetsutsatte område i forkant av utbygginga. Dette vil sette krav til rekkefølge av anleggsarbeidene og utførelse av arbeidene Sør for Øysterelva Stabilitetsberegningene viser at stabiliteten av elveskråninga ned mot Øysterelva er lav. Videre viser beregningene at for skjærflater for gjennom planlagt veg, så er sikkerheten mot utglidning tilfredsstillende. Da løsmassene sør for Øysterelva består av friksjonsmasser ned til ca. 8-1 m under elvebunn, vil et eventuelt skred i elveskråninga ikke bre seg bakover til vegen RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 23 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

24 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T Nord for Øysterelva Stabilitetsberegningene viser at stabiliteten av elveskråninga er lav. Videre viser beregningene at for skjærflater gjennom planlagt veg, så er sikkerheten mot utglidning for lav for de udrenerte beregningene. For å oppnå tilfredsstillende sikkerhet foreslås at det installeres ei sone med KC-peler med bredde min. 17 m mellom vegen og elva. Videre må elveskråninga slakes ned samt at det må etablerers elveforbygning for å sikre mot eventuell erosjon som kan utløse omforgripende kvikkleireskred. Da det er registrert kvikkleire/sprøbruddmateriale i samtlige borpunkt nord for Øysterelva, tilrår vi at elveskråninga slakes ned til 1:3,5 fra eksisterende bru fram til parsellslutt. Kritiske skjærflater går langs berg. Ved installasjon av KC-pelene må det derfor sikres god kontakt mellom pelene og berg. Dette kan være en anleggsteknisk utfordring. Under installasjon av KC-peler er det risiko for oppbygning av destabiliserende poreovertrykk. Risikoen for dette kan reduseres ved bruk av vertikale dren eller god plan for installasjon av pelene. Installasjon av pelene bør overvåkes med poretrykksmålere. For å vurdere innblandingsforholdet av kalk/sement i pelene bør det utføres supplerende prøvetaking og spesialforsøk. Som alternativt til stabilisering med KC-peler kan det vurderes å senke veglinja. Vegen må da senkes med i størrelsesorden 2,5 til 3 m ved PR. 49. Omfanget av terrengtiltakene er usikre da kvaliteten av både opptatte prøver og utførte trykksonderinger er noe dårlig. Vi tilrår at det utføres supplerende grunnundersøkelser i forbindelse med detaljprosjektering av vegen (byggeplan). De supplerende grunnundersøkelsene bør som minimum omfatte: Supplerende prøvetaking i BP. 28. Treaksial- og ødometerforsøk på opptatte prøver for å dokumentere grunnens styrke- og deformasjonsegenskaper. Ny CPTU-sondering i BP. 28. Totalsondering i vegkant i PR. 49 for å vurdere lagdeling og bergforløp. Videreføring av poretrykksmåling i BP. 28 for å dokumentere årstidsvariasjoner. De supplerende grunnundersøkelsene kan gi mulighet for redusert omfang av terrengtiltak da kvaliteten av opptatte prøver og utførte trykksonderinger er noe dårlig. På tverrprofilene er det vist skjæring på østsida av vegen mellom PR. 44 og 5 samt ved nytt vegkryss ved PR. 41. Da det er berg i dagen på østsida av vegen, vil uttak av skjæring medføre sprengning av berg. Utsprengning og sikring av bergskjæringer må vurderes av ingeniørgeolog. Da stabiliteten ned mot elvene er dårlig i det aktuelle området, må det påregnes at verken sprengningsmasser eller fyllmasser kan mellomlagres. Overskuddsmasser må kjøres direkte til tipp/deponi utenfor anleggsområdet. Fyllmasser må legges ut direkte RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 24 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

25 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T 7.2 Setninger Ny Årgårdbru over Øysterelva er planlagt fundamentert på peler til berg. På begge sider av elva kommer landkarene i elveskråningene. Grunnen består av elveavsetninger (sand og silt) over marine avsetninger av leire. På nordsida av elva er leira kvikk i dybden. Terrenget i dette området har tidligere vært noe høyere enn dagens terreng. Det vil si at de marine avsetningene er svakt overkonsoliderte, og at det vil bli små setninger i grunnen ved fylling mindre enn prekonsolideringsspenninga. Tilløpsfyllinga mot søndre landkar planlegges med inntil ca. 6,5 m mektighet, mens tilløpsfyllinga er planlagt med ca. 3 m mektighet mot nordre landkar. Vekta fra tilløpsfylling mot søndre landkar vil medføre spenninger i dybden som er noe større enn prekonsolideringspenninga. Det vil si at det vil oppstå store setninger som vil pågå over lang tid (trolig flere år). Setningene vil medføre påhengslaster på pelene for brua. Følgelig tilrås det ikke å legge ut tilløpsfyllinga med overhøyde (forbelastning). For å redusere setningene i undergrunnen og for å minske påhengskreftene på pelene, tilrås det at det delvis benyttes lette masser i fyllinga slik at vekta av fyllinga ikke overskrider prekonsolideringsspenninga. Man vil da få moderate og kortvarige setninger i grunnen under fyllinga. Foreløpige beregninger/vurderinger indikerer at de øvre 2,5-3 m av tilløpsfyllinga mot søndre landkar bør utføres med lette masser, enten skumglass eller lettklinker. Dersom det benyttes leirmasser i store deler av tilløpsfyllingene vil det erfaringsmessig oppstå store og ujevne setninger. Dette kan medføre differansesetninger inn mot landkarene. Tilløpsfyllingene tilrås derfor lagt ut med sprengsteinsmasser for å redusere setningene på vegen. Det tilrås at tilløpsfyllingene legges ut tidligst mulig i byggeperioden av hensyn til utvikling av egensetninger i fyllinga samt i grunnen under. Videre tilrås det at det etableres setningsmålere i fyllingene for å dokumentere setningsutviklinga. 7.3 Erosjonssikring av elveløp Da det er registrert kvikkleire omtrent i nivå med elvebunn i Årgårdelva, må elveløpet erosjonssikres. I tillegg må landkarene og pilar i elveløpet erosjonssikres. Vi tilrår at nordsida av elveløpet erosjonssikres fra eksisterende bru og fram til parsellslutt. Vi tilrår normalt to lag med plastringsblokker (steinblokker med minste tverrmål ca.,3-,5 m). Videre bør det legges et filterlag av pukk + separasjonsduk mellom plastringa og bakenforliggende masser dersom disse består av finkornige masser (sand/silt/leire). 7.4 Stabilitet landkar Søndre landkar Tilløpsfylling for søndre landkar ligger ca. 2,7 m høyere enn eksisterende veg/landkar. Fyllingsutslaget for tilløpsfylling for ny bru er vist med utslag over eksisterende veg samt fram mot landkar for eksisterende bru. Eksisterende Årgård bru er bygd på 194-tallet, og er fundamentert på korte trepeler. Kvaliteten av trepelene er usikker. For å sikre stabiliteten av eksisterende landkar i både anleggsfasen samt i permanenttilstanden må det legges ut motfylling i Øysterelva. Motfyllinga tilrås anlagt med helning ca. 1:2 fra u.k. landkar. Motfyllinga vil medføre at elvetverrsnittet blir redusert. Dette må avklares mot NVE RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 25 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

26 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T I anleggsfasen må det også anlegges en midlertidig oppstøtting av tilløpsfyllinga fram til at trafikk er ført over på ny bru. Dette kan utføres ved for eksempel bratt fylling med jordarmering eller tørrmur. Nordre landkar Fyllingsutslag ved landkaret er vist med helning 1:2. Av stabilitetshensyn må fyllingsutslaget slakes ned til 1:2,5. Det vil si fylling ca. 8-9 m ut i elveløpet. Da stabiliteten i anleggsfasen midlertidig vil være dårligere pga peleramming og fyllingsarbeider, må det anlegges ei midlertidig motfylling i denne fasen. Dersom innsnevring av elveløpet ikke godtas av NVE, må brua forlenges og flyttes lengre fra eksisterende bru. 7.5 Fundamentering bru Ny Årgårdbru er planlagt som plate/bjelkebru i betong med påhengte landkar. Brua er planlagt som 2-spenns bru med spennvidder på 33,25-33,25m, til sammen 66,5m. Den nye brua er planlagt fundamentert på peler til berg. Det er registrert berg ved ca. 52 m dybde under terreng på både nordsida og sørsida av Øysterelva. Da landkarene på begge sider av elva skal etableres i elveskråninga tilrås det bruk av peler med liten massefortregning for å redusere destabiliserende poretrykksoppbygning ved ramming av peler. Mest aktuell peletype er H-profil peler. Motfylling i Øysterelva må være lagt ut før arbeidene med landkaret/ramming av peler på sørsida av elva påbegynnes. Arbeidene med pilar i elva kan påbegynnes før alle terrengtiltakene er ferdigstilt. Digitalt kartunderlag viser mindre enn 2 m mellom senter pel og vinge/støttemur for søndre landkar. Forut for ramming av peler må det kontrolleres om det er konflikt mellom vinge/støttemur og pelepunkt. På forprosjekttegning for ny Årgårdbru er det vist kumringer rundt pelene. Utgraving for montering av kumringer tilrås utført etter ramming av peler av stabilitetshensyn. 7.6 Rekkefølge på terrengarbeider Generelt må terrengtiltak gjennomføres før graving/fylling for veglinja påbegynnes. Først må motfyllinger i Øysterelva legges ut. Videre må nedslaking av skråninger og terrengavlastning starte fra toppen. Gravemasser fra avlastning og nedslaking må lastes opp på bil og fraktes til massedeponi utenfor planområdet. Fyllinger (motfylling/vegfyllinger) skal legges ut lagvis fra bunn. Elveforbygning må være etablert forut for åpning av ny bru. 8. Kritiske momenter I områder med kvikkleire med liten overdekning kan selv mindre utglidninger og initialras ett eller annet sted i avsetninga utløse et større skred. Konsekvenser av initialras under graving og RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 26 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

27 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T oppfylling i anleggsfasen i områder med kvikkleire, anses som en utfordring med vegutbygginga. Dette faremomentet må ha høy fokus fra entreprenørens side under arbeidene. Det er derfor av avgjørende betydning at alle bestemmelser og restriksjoner vedrørende grave- og fyllingsarbeider i beskrivelsen følges nøye. De største risikomomentene knyttet til utførelsen av arbeidene er: unøyaktig grave- og fyllingsarbeid utilsiktet mellomlagring av masser destabiliserende poretrykksoppbygning i grunnen setninger/differansesetninger dårlig kontakt mot berg ved KC-peling Alle stabilitetskritiske grunnarbeider må følges opp nøye med jevnlig kontroll og registreringer for å påse at forutsetninger i prosjekteringa blir fulgt. Utbygging i områder med kvikkleire skal utføres på en slik måte at stabilitetsforholdene etter utbyggingen ikke forverres, men fortrinnsvis forbedres i forhold til dagens situasjon. Dette prinsippet gjelder også for anleggsperioden. For å ivareta stabiliteten er det beskrevet tiltak som nedslaking av elveskråninger, utlegging av motfyllinger samt erosjonssikring av elveløp. Som hovedregel skal stabiliseringstiltakene utføres før arbeider med selve vegutbygginga starter opp. Dersom det i senere planfase gjøres endringer av veggeometri, og dermed endring av vegfyllinger og -skjæringer, må dette vurderes av geotekniker. 9. Videre arbeider Videre arbeider som må ivaretas i byggeplan er: Supplerende grunnundersøkelser For å vurdere mulighet for reduksjon av stabiliserende tiltak må det utføres supplerende grunnundersøkelser. Dette gjelder spesielt prøvetaking og nye trykksonderinger for å vurdere om styrkeprofiler for stabilitetsvurderinger. Det bør legges vekt på høy kvalitet av prøvetaking for vurdering av mekaniske egenskaper i laboratorium. De supplerende undersøkelsene må også omfatte spesialforsøk for vurdering av innblandingsforhold av kalk/sement for KC-peler. Pelefundamentering av ny Årgårdbru Valg av peletype samt dimensjonering av peler. Vurdere poretrykkoppbygning i forbindelse med ramming av peler og dets påvirkning på stabilitetsforholdene for landkar. Rekkefølgekrav og geometrisk kontroll Utarbeide kontrollplan for anleggsarbeidene. Herunder rekkefølgekrav, plan for setningsmålinger, poretrykkskontroll samt geometrisk kontroll RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 27 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx

28 Fv 17 Årgårdbrua Geoteknisk prosjekterings- og vurderingsrapport- Stabilitet M U L T I C O N S U L T 1. Referanser /1/ Statens Vegvesen (21). Håndbok 16 Geoteknikk i vegbygging /2/ Statens Vegvesen (25 med tillegg i 28 og 29). Håndbok 18 Vegbygging /3/ Statens Vegvesen (28). Håndbok 274 Grunnforsterkning, fyllinger og skjæringer /4/ Karlsrud, K. (23). Tolkning og fastlegging av jordparametere. Karakteristisk jordprofil. NGFkurs. Stabilitetsanalyser av skråninger, skjæringer og fyllinger, innlegg mai 23, Hell. /5/ Ladd, C.C., and Foott, R. (1974). New design procedure for stability of soft clays. J. of the Geotech. Eng. Div., 1 (GT7), /6/ NVE (211). Retningslinjer nr. 2/211. Flaum- og skredfare i arealplanar. /7/ Karlsrud, K., Aas, G. and Gregersen, O. (1984). Can we predict landslides hazards in soft sensitive clays? Summary of Norwegian Practice and Experiences. Proceedings of the 4th International Symposium on Landslides, Toronto, Vol I, p Også publisert i NGI publikasjon nr /8/ CPTU EXTRA. Regneark for avansert tolkning av CPTU. Versjon 3.. Brukermanual utviklet av Rolf Sandven. Datert /9/ Lunne, T., Robertson, P.K. og Powell, J.J.M. (1997). Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice. Blackie Academic & Professional. /1/ Karlsrud, K. et al. (25). CPTU correlations for clays. Proceedings, ICSMGE, Osaka s /11/ NGI-rapport Rev. 3 (28). Program for økt sikkerhet mot leirskred. Metode for kartlegging og klassifisering av faresoner, kvikkleire. /12/ Karlsrud K. Lunne T. & Brattlien K. (1996) Improved CPTU correlations based on block samples. Proceedings, NGM 1996, Reykjavik /13/ Berg-Knutsen, P. (1986) Poreovertrykk i leirige jordarter på grunn av peleramming. Hovedoppgave, NTH. /14/ Hoem (1975) Endring i poretrykk og stabilitet ved ramming av peler i skråninger. Hovedoppgave, NTH /15/ Lunne, T., Berre, T. & Strandvik, S. (1996) Sample disturbance effects in soft low plastic Norwegian clay, Canadian Geotechnical Journal Volume 43, page Også publisert i NGI publikasjon nr. 24. /16/ Standard Norge (22). Eurokode: Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner. NS-EN 199-1:22 + NA:28 /17/ Standard Norge (24). Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering. Del 1: Allmenne regler. NS-EN :24 + NA: RIG-RAP/ros 29. november 211 Side 28 av 28 z:\4149xx\ fv 17 årgårdbrua\ rig-rap-2_rev vurderingsrapport.docx