5 Kontrollklasser - prosjektering og utførelse 4. 8 Geotekniske dimensjoneringsparametere 6

Transkript

1 STATENS VEGVESEN REGION ØST PROSJEKTERINGSFORUTSETTNI NGER GEOTEKNISK PROJEKTERING ADRESSE COWI AS Grensev. 88 Postboks 6412 Etterstad 0605 Oslo Norway TLF WWW cowi.com FV 109 ALVIM TORSBEKKDALEN INNHOLD 1 Innledning - Sak Geotekniske oppgaver 2 2 Grunnforhold 2 3 Regelverk 3 4 Pålitelighetsklasse 4 5 Kontrollklasser - prosjektering og utførelse 4 6 Geoteknisk kategori 4 7 Lastforutsetninger Egenlaster Nyttelaster midlertidige konstruksjoner Nyttelaster permanente konstruksjoner Trafikklast ved stabilitetsberegninger Grunnvannstand 6 8 Geotekniske dimensjoneringsparametere 6 9 Grensetilstander, belastningssituasjoner og lastkoeffisienter 6 10 Sikkerhetsfilosofi i bruddgrensetilstanden Generelt Sikkerhetsnivå 7 11 Tegning- og vedlegglister Tegningsliste Vedleggliste 9 PROSJEKTNR. A DOKUMENTNR. A RIG-RAP-01 UTGIVELSESDATO UTARBEIDET Rezhin Rauf KONTROLLERT Guro Brendbekken GODKJENT Guro Brendbekken

2 2/9 PROSJEKTERINGSFORUTSETTNINGER FV109 ALVIM - TORSBEKKDALEN 1 Innledning - Sak COWI AS er engasjert av Statens vegvesen Region øst som geotekniske konsulenter (RIG) i forbindelse med reguleringsplan for fire-felts veg på strekningen mellom Alvim og Torsbekkdalen på fylkesveg 109 i Sarpsborg kommune. Området er vist på tegning 1. Prosjektområdet er vist på tegning V001 og V002. Dette dokumentet inneholder prosjekteringsforutsetninger for prosjektet Fv.109 mellom Alvim og Torsbekkdalen for fagdisiplin geoteknikk. Det kan bli nødvendig med ytterligere geotekniske vurderinger for senere faser av prosjektet. Følgende ligger til grunn for geotekniske vurderinger og beregninger: Veglinje utarbeidet av Statens vegvesen Region øst Nye og eksisterende grunnundersøkelser langs aktuell vegparsell. 1.1 Geotekniske oppgaver Geotekniske vurderinger som skal utføres i forbindelse med prosjektet Fv. 109 Alvim Torsbekkdalen, innebærer i all hovedsak - Etablering av fyllinger og skjæringer - Masseutskiftning og erstatning med lette masser - Peling for brufundamenter - Lokal og områdestabilitet - Vurderinger av behov for spuntkasser ved brufundamenter - Jordskjelv Generelle geotekniske hensyn som må tas i anleggsperioden vil også belyses. Disse vurderingene presenteres i separate notater. 2 Grunnforhold Grunnforhold er vurdert på bakgrunn av eksisterende grunnundersøkelser, samt supplerende grunnundersøkelser. Løsmassene i området er generelt preget av fyllmasser og tykk havavsetning. Det er registret meget bløte, sensitive masser i grunnen. Observasjoner fra felt og laboratorie analyser på opptatte prøveserier indikerer kvikkleire i grunnen. Det er generelt varierende dybder til berg. Det er utarbeidet fjellkotekart i prosjektet.

3 PREMISSNOTAT- GEOTEKNIKK FV109 ALVIM - TORSBEKKDALEN 3/9 For en mer inngående beskrivelse av grunnforholdene henvises til geoteknisk datarapport A RIG-RAP 02_rev00 datert Regelverk For dette prosjektet vurderes hovedsakelig følgende regelverk og veiledninger å påvirke valg av forutsetninger for stabilitetsvurderinger og fundamentering av konstruksjoner: /1/ NS-EN 1990:2002+NA:2008. Eurokode: Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner /2/ NS-EN :2004+NA:2008. Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering - Del 1: Allmenne regler /3/ NS-EN :2007+NA:2008. Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering - Del 2: Regler basert på grunnundersøkelser og laboratorieprøver /4/ Statens vegvesen. Håndbok 016: Geoteknikk i vegbygging, 2010 /5/ Statens vegvesen. Håndbok 018: Vegbygging, 2011 /6/ Statens vegvesen. Håndbok 274: Grunnforsterkning, fyllinger og skråninger, /7/ Norges vassdrags- og energidirektorat. Retningslinjer: Planlegging og utbygging i fareområder langs vassdrag.

4 4/9 PROSJEKTERINGSFORUTSETTNINGER FV109 ALVIM - TORSBEKKDALEN 4 Pålitelighetsklasse NS-EN NA:2008 Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner gir generelle bestemmelser, og NS-EN gir bestemmelser for forskjellige fag og konstruksjoner. Konstruksjoner og vegunderbygning klassifiseres iht. skadekonsekvens og krav til pålitelighet, jmf. NA2008 Tabell NA.A1 (901), NS-EN1990-Tabell B1, og NS- EN1990-Tabell B4. Pålitelighetskravene er relatert til byggverkets/konstruksjonens konstruksjonsdeler. Prosjektet i sin helhet settes i pålitelighetsklasse 3, men deler kan tilordnes pålitelighetsklasse 2 dersom problemstillingen viser seg å være mindre komplisert. Det vises til punkt B3.1 i NS-EN NA:2008: Avhengig av konstruksjonens form og valg tatt under prosjekteringen kan de ulike prosjekteringsdeler tilordnes den samme klassen som hele konstruksjonen, eller til en høyere eller lavere klasse. 5 Kontrollklasser - prosjektering og utførelse Det er følgende sammenhenger mellom pålitelighetsklasse og kontrollklasser: Pålitelighetsklasse Prosjekteringskontroll NS-EN1990-Tabell B4 Utførelseskontroll NS-EN1990-Tabell B5 2 N(normal) N(normal) 3 U(utvidet) U(utvidet) 6 Geoteknisk kategori NS EN1997-1, ref. /2/ stiller krav til prosjektering ut fra tre ulike geotekniske kategorier avhengig av kompleksitet og risiko. Valg av kategori gjøres ut fra standardens punkt 2.1 Krav til prosjektering. Det skal utføres terrenginngrep i form av masseutskifting, skjæringer, utgravingsarbeider og fyllingsarbeider. Videre skal det etableres bruer, kulverter og planfrie kryss. Brufundamenter og landkar skal fundamenteres på peler. I sum innebærer dette prosjektering av "konstruksjoner som innebærer unormale risikoer eller uvanlige eller eksepsjonelt vanskelige grunn- eller belastningsforhold". Overordnet klassifiseres dermed prosjektet i geoteknisk kategori nr. 3. Det

5 PREMISSNOTAT- GEOTEKNIKK FV109 ALVIM - TORSBEKKDALEN 5/9 bemerkes at de ulike prosjekteringsaspektene i et prosjekt kan kreve behandling i de ulike geotekniske kategoriene. Dette vurderes underveis i prosjektet. 7 Lastforutsetninger 7.1 Egenlaster For naturlige masser er dimensjonerende tyngdetetthet bestemt på opptatte prøver fra det aktuelle området. For masser som det ikke foreligger prøver fra, benyttes erfaringstall for tyngdetetthet fra Håndbok 016. For evt. lette masser (lettklinker, EPS og skumglass) benyttes verdier fra Håndbok 016, dersom ikke annet kan dokumenteres fra leverandør. 7.2 Nyttelaster midlertidige konstruksjoner Nyttelaster for midlertidige konstruksjoner tas fra aktuelle standarder og håndbøker. Karakteristisk jevnt fordelt last: Merknader: Trafikkareal veg 1) : 10 kpa Sideterreng: 5 kpa 1) Håndbok 016 kap : For trafikklaster ved stabilitetsberegninger benyttes en jevnt fordelt belastning på 10 kpa over hele vegens planeringsbredde hvis ugunstig (0 hvis gunstig), banketter inkludert. Tilsvarende gjelder for gang- og sykkelveger. 7.3 Nyttelaster permanente konstruksjoner Nyttelaster for permanente konstruksjoner tas fra aktuelle standarder og håndbøker. Karakteristisk jevnt fordelt last: Merknader: Trafikkareal veg 2) : 20 kpa Sideterreng 2) : 5 kpa 2) Håndbok 016 kap : For trafikklaster på terreng ved konstruksjoner som støttemurer, landkar og armerte jordkonstruksjoner benyttes reglene gitt i Håndbok 185 Bruprosjektering og Håndbok 275 Støttemurer. Håndbok 185 angir at det på fylling for vegbruer og ferjekaier med trafikklast på veg bak konstruksjonen skal regnes med en jevnt fordelt last på F rep = 20 kpa i 6 m bredde plassert i ugunstigste posisjon i tverrprofilet og at det for den øvrige del av vegbanen inkludert skuldre, gangbane og eventuell midtdeler skal regnes med en jevnt fordelt belast-

6 6/9 PROSJEKTERINGSFORUTSETTNINGER FV109 ALVIM - TORSBEKKDALEN ning fra hjulaksler på F rep = 5 kpa. Håndbok 275 angir at nyttelasten avhenger av om det er vegtrafikk eller ikke bak støttekonstruksjonen. For vegtrafikk benyttes en jevnt fordelt last på F rep = 5 kpa som skal dekke mulig belastning fra jordbruksrelaterte aktiviteter, snølast og lignende. Både for trafikklast og annen nyttelast regnes virkningen av resulterende jordtrykk med dybden å være begrenset til 5 m under terreng. For detaljer se kapittel 9 ref. /4/. 7.4 Trafikklast ved stabilitetsberegninger Karakteristisk jevnt fordelt last: Trafikkareal veg 3) : 10 kpa Sideterreng 3) : 0 kpa Merknader: 3) Håndbok 016 kap : Om ikke andre tungtveiende forhold tilsier annet skal en benytte en trafikklast på 10 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. Det vises for øvrig til kapittel Grunnvannstand Det benyttes en grunnvannstand bestemt ved målinger eller forsiktig antatt ut fra øvrige geotekniske data. Poretrykk antas hydrostatisk fordelt med mindre målinger eller beregninger viser avvikende fordeling. 8 Geotekniske dimensjoneringsparametere Geotekniske dimensjoneringsparametere for naturlige masser baseres på stedlige grunnundersøkelser. For massetyper der dimensjoneringsparametere på opptatte prøver ikke foreligger, benyttes erfaringsverdier fra Håndbok Grensetilstander, belastningssituasjoner og lastkoeffisienter Pelefundamenter skal prosjekteres ihht. Peleveiledningen 2012 og håndbok 016 etter dimensjoneringsmetode 2. All annen geoteknisk prosjektering gjøres etter dimensjoneringsmetode 3. For trafikklaster i sammenhenger nevnt i kapittel 7.2. tom. 7.4 benyttes en partialfaktor γ Q = 1,3 (eller 0 hvis lasten har gunstig virkning) iht. dimensjoneringsmetode 3, ref. /4/.

7 PREMISSNOTAT- GEOTEKNIKK FV109 ALVIM - TORSBEKKDALEN 7/9 Andre spesielle laster som skal tas i betraktning når de har betydning ved geotekniske arbeider er: Vanntrykk, poretrykk, teletykk og lastvirkninger som følge av utgraving og erosjon. Slike laster brukes med partialfaktor γ F = 1,0, ref. /4/. 10 Sikkerhetsfilosofi i bruddgrensetilstanden 10.1 Generelt Det forutsettes utført beregninger for å vurdere sikkerheten mot utglidning for dagens situasjon, for anleggsfasen og for permanentsituasjonen. Beregninger forutsettes utført for å vurdere beregningsmessig sikkerhet for både korttids- og langtidstilstanden. Korttidstilstanden omfatter raske endringer som gir udrenert jordrespons, for eksempel som følge av utgravinger eller oppfyllinger. I langtidstilstanden antas jorden å oppføre seg drenert. Anleggsfasen forutsettes bare analysert for en udrenert kortidssituasjon med totalspenningsanalyse. Det tas imidlertid hensyn til at leirens skjærfasthet kan reduseres som følge av poretrykksoppbygging under peleramming og fyllingsarbeider Sikkerhetsnivå For ferdigtilstanden (permanentfasen) forutsettes det at kravene til minste beregningsmessige partialfaktor tilfredstilles med γ m 1,25 for drenert effektivspenningsanalyse og γ m 1,4 for totalspenningsanalyse, ref. /2/. For vegprosjekter i regi av Statens vegvesen vurderes partialfaktor ut fra konsekvensklasse og bruddmekanisme, figur 0.3, ref. /4/. De geotekniske aspektene rundt prosjektet er definert i konsekvensklasse CC3 Meget alvorlig, punkt 0.3.1, ref. /4/. I kombinasjon med karakterisktisk bruddmønster for kvikkleire vil dette gi et krav om γ m 1,6 for totalspenningsanalyse, ref. /4/. Krav til forbedring oppsummeres i Håndbok 016 ref. /4/ kap Sikkerheten for enhver konstruksjonsdel i et vegprosjekt skal tilfredsstille ovennevnte krav. Dersom en med de valgte karakteristiske materialparametre finner at eksisterende terreng ikke tilfredsstiller kravene i Figur 0. 3 åpner NS EN 1997 :2004+NA:2008 for at et tiltak kan gjennomføres med uendret eller økt partialfaktor (se Figur 0. 2 fotnote d). For vegprosjekter kan dette prinsippet unntaksvis anvendes dersom det er teknisk umulig å oppfylle kravene i Figur 0. 3 for eksisterende terreng.

8 8/9 PROSJEKTERINGSFORUTSETTNINGER FV109 ALVIM - TORSBEKKDALEN Minimumskravene til forbedring av partialfaktoren er avhengig av beregnet initiell partialfaktor på totalspenningsbasis. For glideflater med beregnet initiell partialfaktor lik 1,0 er kravet til forbedring 20 %. Kravet til forbedring reduseres lineart med økende initiell partialfaktor som vist på figur 1. Når bruk av % vis forbedring kan anvendes, skal det først vurderes hvilken partialfaktor det er mulig a oppnå. Dersom oppnåelig partialfaktor er γ m > 1,4 kan dette sikkerhetsnivået aksepteres for omradestabiliteten. Figur 1 Krav til % vis forbedring av stabilitetsforhold ved totalspenningsanalyse ref. /4/ I ref. /7/ stilles det krav fra NVE angående kartlegging av kvikkleiresoner om man påtreffer kvikke masser i grunnundersøkelsesarbeidet. Kvikkleiresonene skal avklares på reguleringsplannivå for å unngå anmerking fra NVE i høringsfasen.

9 PREMISSNOTAT- GEOTEKNIKK FV109 ALVIM - TORSBEKKDALEN 9/9 11 Tegning- og vedlegglister Tegning 11.1 Tegningsliste Nummer Oversiktskart 1 Oversiktsplan supplerende og eksisterende boringer, M = 1:1000 (A1) V001-V002 Vedlegg 11.2 Vedleggliste Kvalitetssikringsskjema Nummer KS1

10

11 1

12 1

13

14