NOTAT SETER BOTNGÅRD, MASSEDEPONI GEOTEKNISK VURDERING

Transkript

1 NOTAT Dato Oppdrag Kunde Bygg Bjugn AS Notat nr. G-not-003 Til Håvard Sundseth Bygg Bjugn AS Rambøll Mellomila 79 Pb Sluppen NO-7493 TRONDHEIM T F Fra Per Arne Wangen Rambøll Norge AS, avd. Geoteknikk Kopi Vår ref /PAWTRH SETER BOTNGÅRD, MASSEDEPONI GEOTEKNISK VURDERING Bakgrunn Bygg Bjugn AS skal bygge et nytt boligområde på Seter i Botngård. I den forbindelse er det behov for å etablere et massedeponi i nærområdet. Det er aktuelt å benytte et landbruksareal langs FV 131 ved Solbakken som deponiområde. Det gjelder deler av gnr/bnr 25/1. Se vedlegg 1 med situasjonsplan som viser plassering, planlagt utnyttelse og terrengprofiler med før og etter situasjon. Grunnlaget er mottatt fra oppdragsgiver. Vi har tidligere utført en vurdering for øvre del av deponiet. Vi viser til vårt notat G-not av Foreliggende notat gjelder nedre del av deponiet. Det er her registrert og påvist kvikk/sensitiv leire ved fronten av deponiet. Det må derfor utføres beregninger og vurderinger iht. NVEs veileder "Sikkerhet mot kvikkleireskred", ref. /1/. Utførte undersøkelser Som grunnlag for de nødvendige vurderinger er det utført en grunnundersøkelser på området. I første omgang ble det utført prøvegraving. Oppdragsgiver utførte en prøvegraving i egen regi den Det ble senere avholdt en befaring med ny prøvegraving den hvor geotekniker Per Arne Wangen fra Rambøll Norge AS deltok i tillegg til representant fra Bygg Bjugn AS, Ottar Rønning. Det ble senere besluttet å utføre grunnundersøkelser med borerigg da prøvegravingene ikke ga tilstrekkelig informasjon som grunnlag for en geoteknisk detaljprosjektering av utbyggingsområdet og massedeponiet. Feltarbeidene ble avsluttet i uke 7 og datarapport foreligger som G-rap av Grunnlag for geoteknisk prosjektering vurdering av myndighetskrav Geoteknisk kategori Bestemmelse av geoteknisk kategori er utført iht. Eurokode 7 punkt 2.1. Krav til prosjektering av tiltaket er vurdert til å være i henhold til geoteknisk kategori 2. Pålitelighetsklasse (CC/RC) Bestemmelse av pålitelighetsklasse er utført iht. Eurokode 0 tabell NA.A1 (901). Pålitelighetsklasse 1 velges for tiltaket. 1/6 Arkiv ref.: M:\2015-Oppdrag\ Seter Botngård, geoteknikk\7-prod\g-not doc

2 Topografi Vi har mottatt digitalt kart over området fra oppdragsgiver. Øvre del av massedeponiet er planlagt etablert på et relativt flatt jorde langs FV 131 ved Solbakken, mellom kt. +30 i nord og +35 i vest. Videre skal deponiet følge ravina som går i retning nord ned mot et lavereliggende jorde på ca. kt. +25 til +20. Denne delen av deponiet er i det videre referert til som nedre del. Det er angitt at en skal deponere masser på området ved å hever terrenget med maksimalt 3 meter i forhold til dagens nivå, og har en overgang til maksimalt 1 meter langs FV 131 mot øst. Se vedlegg 1. Grunnforhold Prøvegraving #1 Ved første prøvegraving, , ble det utført graving i to punkter, ett på øvre del og ett på nedre del av deponiet. Geoteknikker var ikke tilstede på prøvegravingen, men det ble ifølge oppdragsgiver registrert fast leire til ca. 6,5 meter på øvre del, og fast leire til ca. 3,5 meter på nedre del. På nedre del var det en overgang til bløt leire på ca. 3,5 meters dyp. Prøvegraving #2 Det ble utført en supplerende prøvegraving med geotekniker til stede. Det ble da utført prøvegraving i to punkter på nedre del av området, der hvor det var opplyst at en hadde registrert bløt leire. Punktenes plassering er vist på situasjonsplanen på tegning Punkt PG1 ligger like ved avslutningen av massedeponiet, punkt PG2 ligger litt lenger mot sør. I punkt PG1 ble det registrert ca. 0,5 meter matjord over 1 meter fast leire. Derunder var det en overgang til bløt leire. Udrenert skjærstyrke, s U, i leira ble forsøkt registrert ved hjelp av håndholdt vingebor. Denne ble målt til i størrelsesorden kpa (s UD). Det ble også tatt en forstyrret prøve av det bløte laget for klassifisering og kontroll av omrørt skjærstyrke (s Ur) i laboratoriet. Jordarten er en leire med enkelte sand- og gruskorn, s Ur = 8,1 kpa. Sammen med den registrerte uomrørte skjærstyrken i leira, indikerer sistnevnte at leira er lite sensitiv. I punkt PG2 ble det registrert ca. 0,2 0,5 meter matjord over 1 meter fast leire, og derunder en overgang til bløt leire. Udrenert skjærstyrke, s U, i leira ble forsøkt registrert ved hjelp av håndholdt vingebor. Denne ble målt til i størrelsesorden kpa (s UD). Det ble også tatt en forstyrret prøve for klassifisering og kontroll av omrørt skjærstyrke (s Ur) i laboratoriet. Jordarten er en leire med enkelte sand- og gruskorn, s Ur = 0,2 kpa, dvs. at leira pr. definisjon er kvikk. Det ble registrert berg i dagen langs bekken mot vest, og langs FV 131 i øst, se situasjonsplan på tegning 3001 for omtrentlig plassering av bergblotninger. Grunnundersøkelse med borerigg Det er i løpet av uke 7 utført en grunnundersøkelse med borerigg. Det er utført totalsonderinger i to punkter, pkt. 21 på nedre del og pkt. 22 på øvre del, se situasjonsplanen på tegning Sonderingen på øvre del er plassert så langt nord som mulig, ut mot ravina, for å avklare hvorvidt en kan ha sammenhengende kvikk/sensitiv leire mellom øvre og nedre del av deponiet. Sonderingene viste at en på øvre del har faste løsmasser, antatt i all hovedsak å bestå av fast leire. På nedre del bekrefter sonderingen og opptatte prøver at en har kvikk/sensitiv leire. Det er tatt prøver og utført trykksondering (CPTU) i pkt /6 Arkiv ref.: M:\2015-Oppdrag\ Seter Botngård, geoteknikk\7-prod\g-not doc

3 Det er tidligere også registrert kvikk/sensitiv leire ved grunnundersøkelser utført for Bjugn kommune på Seterstranden. Denne forekomsten er utredet iht. NVEs veileder 7/2014 Sikkerhet mot kvikkleireskred og vurderingene er kontrollert av uavhengig foretak (Multiconsult). Vi viser til vårt notat G-not av og G-not rev. 01 av Oppdragsgiver har besluttet å søke om deponering av masser på området i to omganger. Først øvre del, deretter nedre del. Dette som følge av det kreves noe mer geoteknisk saksbehandlingstid for nedre del på grunn av forekomsten av kvikk/sensitiv leire. De utførte grunnundersøkelsene har vist at en ikke har noen sammenhengende forekomst av kvikk/sensitiv leire mellom øvre og nedre del av deponiet. Det er derfor tillatt deponert masser på øvre del forutsatt at en følger de retningslinjer som er gitt i G-not av Vurdering Regelverk og krav Iht. NVEs veileder tabell 5.2 faller tiltaket inn under tiltakskategori K2 Tiltak som nevnt under kategori K1 når tiltaket vil påvirke stabiliteten negativt dersom det ikke gjennomføres stabiliserende tiltak utenom selve tiltaket. Det er utført en ROS-analyse for å relatere tiltakskategori til riktig faregrad for å bestemme krav til sikkerhet og kontroll. Denne er vist i vedlegg 2 og viser at området har faregrad lav. Det kreves da en beregningsmessig sikkerhet F 1,4, eller ikke forverring av stabiliteten. Det stilles ikke krav om uavhengig kontroll til denne typen tiltak i kombinasjon med faregradsklasse lav. Tiltak og skredmekanismer Det er vist en oppfylling på maksimalt 3 meter i forhold til tidligere terreng på så og si hele deponiet, men en overgang til 1 meters mektighet i en smal stripe langs FV 131. Den planlagte oppfyllingen vil virke stabiliserende på tvers av ravina, men en vil ha en forverring av stabiliteten i ravinas lengderetning. Det må derfor kontrolleres at stabiliteten er tilfredsstillende iht. NVEs retningslinjer ved fronten av deponiet. Det vil være tilstrekkelig å kontrollere den lokale stabilitet ved fronten av deponiet og oppover mot øvre del ettersom stabiliteten av kvikkleireforekomsten ved Seterstranden er avklart tidligere og en ikke har kritiske terrengformasjoner imellom disse områdene som potensialt kan medføre utløsning av kvikkleireskred. Terrenget mellom den ca. 5 6 meter høye skråningen ved Seterstranden opp til deponiet ligger slakt helende med helning ca. 1:55. Beregningsprofil Det er utført en beregning i profil 1, se situasjonsplan på tegning 3001 for profilets plassering. Det er lagt inn fylling som beskrevet i grunnlag fra oppdragsgiver, dvs. fylling på ca. 3 meter. I tillegg er det i beregningen forutsatt at deponiet avsluttes med en skråning på 1:3 eller slakere ned mot dagens terreng i nordvest. Utført tolkning av CPT er vist i vedlegg 3. Tolkning av materialparametere Tolket, aktiv, udrenert skjærstyrke fra CPTU er sammen med registrerte konusverdier fra laboratoriet lagt til grunn for leiras skjærstyrke i beregningen. Oppnådde konusverdier er tillagt størst vekt. Disse er omregnet til aktiv udrenert skjærfasthet via formelen S UA= S UD/0,63 og sammenlignet med tolkede verdier fra CPTU. Tolkning av CPTU er utført på grunnlag av poretrykksfaktoren N Δu og spissmotstandsfaktoren N KT, uttrykt på følgende måte: 3/6 Arkiv ref.: M:\2015-Oppdrag\ Seter Botngård, geoteknikk\7-prod\g-not doc

4 c ua= Δu/ N Δu c ua = q n/ N kt Generelt er N ΔU benyttet ved B q-verdi (poretrykksrespons) høyere enn 0,5-0,6, og N kt er benyttet ved B q lavere enn 0,5-0,6. For bestemmelse av faktorene N Δu og N kt er korrelasjoner basert på CAUC-treaksialforsøk på blokkprøver av høy kvalitet benyttet, kfr Lunne et al, ref /3/ og Karlsrud, ref /4/. For de valgte korrelasjonene for N Δu- og N kt-faktorene er det skilt mellom leire med sensitivitet (S t) lavere og høyere enn 15. Følgende faktorer er benyttet: N kt=7,8+2,5*logocr+0,082*i p N Δu=6,9-4,0*logOCR+0,07*I p for S t<15 N kt=8,5+2,5*logocr N Δu=9,8-4,5*logOCR for S t>15 Det er i tillegg til de ovennevnte faktorene valgt å benytte korrelasjon mellom N Δu og B q, N Δu=4,0+4,5B q for sammenligning. Denne er en kurvetilpasning (Eggereide) basert på korrelasjoner mellom blokkprøver og målt poretrykksrespons (B q) presentert i ref. /5/. Ved tolking av CPTU er det benyttet en romvekt på 20,5 kn/m 3. Det er benyttet plastisitetsindeks, I p, lik 10 i tolkningene, basert på erfaringstall i Trondheimsregionen. Det er ikke oppnådde gode resultater mht. OCR (overkonsolideringsgrad) i utførte ødometerforsøk og OCR er derfor antatt på bakgrunn av omkringliggende terreng til å være ca. 1,5 2. Dette er naturlig i og med at området ligger inneklemt mellom to høyereliggende partier mot nord og sør, samt nedenfor en skråningskant opp mot høyereliggende terreng. Det forventes lavere OCR oppover i skråningene og mot skråningstopp. Tolkede CPTU foreligger som vedlegg 3. Designverdi er presentert i plott av tolkningen. Det er vanlig praksis at aktiv skjærfastheten i kvikk- og sensitiv leire, iht. anbefaling i NVEs retningslinjer, reduseres med 15 % for å ta hensyn til at designstyrke er vurdert på grunnlag av tolket CPTU med korrelasjon mot utført fasthetsmålinger på høykvalitets blokkprøver. Dette er utført ved reduksjon av ADP forholdet i den kvikke/sensitive leira i beregningen, se tegning Anisotropi og tøyningskompatibilitet I beregningene tas det hensyn til spenningsanisotropi i leira, dvs. at udrenert skjærfasthet varierer med hovedspenningsretningene (ADP-analyse). Utgangspunktet er udrenert aktiv skjærfasthet c ua. For ikke-sensitiv leire er direkte og passiv skjærfasthet beregnet ut fra følgende sammenheng: c ud = 0,63 c ua (fasthet for den tilnærmet horisontale delen av glideflaten) c up = 0,34 c ua (fasthet der glideflaten ligger i passiv sone) Vi har også tolket friksjonsvinkel fra utførte CAUc-forsøk i punkt 21 (d= 5,5 meter: = 24 o og a = 7-8 kpa). Utførte effektivspenningsanalyser er valgt utført med følgende parametere: 4/6 Arkiv ref.: M:\2015-Oppdrag\ Seter Botngård, geoteknikk\7-prod\g-not doc

5 Tabell 1 Lag ɸ [grader] c' [kpa] Fylling 28 0 Friksjonsmasse 31 0 Leire_ Fast leire 35 1 Kvikkleire 22 0 Morene 38 3,9 Materialparametere på løsmasser hvor det ikke er utført treaksialforsøk, er tatt ut fra erfaringstall og håndbok V220, ref. /2/. Materialparameterne i leira er valgt konservativt ut ifra utførte treaksialforsøk. Prøvekvalitet 54mm prøver Kvaliteten på opptatte 54mm sylinderprøver vurderes å være av god kvalitet. Ved utførelse av treaksialforsøk er prøvekvaliteten vurdert ut fra endring i poretall iht. ref. /6/. Endring i poretall samt oppnådd kvalitetsklasse er presentert i tabell 2. Tabell 2: Endring i poretall og kvalitetsklasse for treaksialforsøk Borpunkt Dybde [m] OCR Δe/e0 Kvalitetsklasse 21 5, ,061 God til brukbar 21 5, ,041 Veldig god til utmerket / God til brukbar Tolket lagdeling for valgt profil er vist på tegning Stabilitetsberegning Utført stabilitetsberegning er vist på tegning Det er oppnådd en sikkerhetsfaktor på 1,81 i totalspenningsanalysen for fyllingsfronten og 1,5 for skråningen opp mot øvre del. Tilsvarende er det oppnådd en sikkerhetsfaktor på 1,31 til 1,79 i effektivspenningsanalysen for fronten og 2,09 til 2,32 for skråningen opp mot øvre del. Skjærflaten som har sikkerhetsfaktor 1,3 ved fyllingsfronten i effektivspenningsanalysen går ikke igjennom kvikk/sensitiv liere og skal derfor ikke tilfredsstille krav til sikkerhetsfaktor iht. ref. /1/, men iht. Eurocode 7, dvs. sikkerhetsfaktor 1,25. Anlegg og drift Med vist utforming oppnås tilfredsstillende sikkerhetsfaktorer for situasjonen etter endt deponering. Det er imidlertid viktig at deponeringen på området utføres på en slik måte at en ikke under noen omstendighet skaper en uakseptabel stabilitetssituasjon. En må derfor utføre fylling på nedre del ved at en starter med å etablere en stabil fyllingsfront med helning 1:3 og fyller videre derfra oppover mot øvre del. De to områdene kan så sammenføyes som planlagt. Det må ikke etableres interne høydeforskjeller større enn 3 meter og skråningshelning brattere enn 1:3 under utlegging av deponimassene. For å unngå uønsket poretrykksoppbygning i grunnen er det nødvendig å etablere noen pukkstrenger på dagens terreng, under deponimassene. Pukkstrengene må følge lavbrekk i terrenget og settes i system slik at en oppnår tilfredsstillende drenering av deponiet. Pukkstrengene anlegges med fall til egnet utløp i nærliggende bekk e.l. Pukken må innhylles i fiberduk for separering av massene. Bekken som går igjennom området i dag skal ifølge det mottatte grunnlaget heves og legges oppe på det nye terrenget. 5/6 Arkiv ref.: M:\2015-Oppdrag\ Seter Botngård, geoteknikk\7-prod\g-not doc

6

7 M BP REV. DATO ENDRING TEGN TEGNINGSSTATUS Vedlegg til n otat PAW PAW KONTR GODKJ Rambøll Norge AS - Region Midt-Norge P.B Mellomila 79, N-7018 Trondheim TLF: FAX: OPPDRAG Seter, Botngård OPPDRAGSGIVER Bygg Bjugn AS INNHOLD SITUASJON SPLAN Totalsondering Prøvetaking Plassering profil 1 Bart berg i dagen Trykksondering Prøvegrop OPPDRAG NR MÅLESTOKK 1 : BLAD NR. AV TEGNING NR. REV

8 M B P P A W P A W R E V. D A T O E N D R I N G T E G N K O N T R G O D K J T E G N I N G S S T A T U S V e d l e g g t i l n o t a t R a m b ø l l A S - R e g i o n M i d t - N o r g e P. b S l u p p e n M e l l o m i l a 7 9, N T r o n d h e i m T L F : F A X : O P P D R A G S e t e r B o t n g å r d O P P D R A G S G I V E R I N N H O L D S t a b i l i t e t s b e r e g n i n g p r o f i l 1 M a s s e d e p o n i O P P D R A G N R M Å L E S T O K K B L A D N R. T E G N I N G N R. B y g g B j u g n A S w w w. r a m b o l l. n o : A V R E V.

9

10

11 ROS-ANALYSE Ref.: "Program for økt sikkerhet mot leirskred, metode for kartlegging og klassifisering av faresone, kvikkleire" datert 31. august Revisjon 3 datert 8. oktober Oppdrag: Massedponi ved Seter Oppdragnummer: Dato: Saksbehandler PAWTRH Kontrollert: MBPTRH Skadekonsekvens Forklaring Vurdering: Faktor Vekttall Analyse Kommentar Faktor Vekttall 3 2 Konsekvens, score 1 0 Boligenheter 4 1 Et godt stykke ned til bebyggelse Boligenheter, antall 4 Tett>5 Spredt >5 Spredt <5 Ingen Næringsbygg, personer 3 1 Næringsbygg, personer 3 > <10 Ingen Annen Bebyggelse, verdi 1 1 Annen Bebyggelse, verdi 1 Stor Betydelig Begrenset Ingen Vei 2 2 Total ÅDT 3430 for FV 131, 710, og 110 Vei, ÅDT 2 > <100 Toglinje 2 0 Toglinje, baneprioritet Ingen Kraftnett 1 2 Kraftnett 1 Sentral Regional Distribusjon Lokal Oppdemming/flom 2 0 Oppdemming/flom 2 Alvorlig Middels Liten Ingen Poeng (score x vekttall): 14 Grenserverdier for skadekonsekvensklasse 0-6: Mindre alvorlig Beregnet skadekonsekvensklasse: Alvorlig 7-22: Alvorlig Skadekonsekven 0, : Meget alvorlig Faregradsklasser (sannsynlighet) Forklaring Vurdering: Faktor Vekttall Analyse Kommentar Faktor Vekttall 3 2 Faregrad, score 1 0 Tidligere skredaktivitet 1 0 Ingen historiske hendelser i eller i umiddelbar nærhet av sonen. Tidligere skredaktivitet 1 Høy Noe Lav Ingen Skråningshøyde 2 0 Skråningshøyde, m 2 > <15 Tidligere/nåværende terrengnivå 2 1 Antatt OCR Tidligere/nåværende 2 fra punkt 21 terrengnivå (OCR) 2 1,0-1,2 1,2-1,5 1,5-2,0 >2,0 Poretrykk, overtrykk 3 0 Poretrykk, overtrykk (kpa) 3 > Hydrostatisk Poretrykk, undertrykk -3 0 Poretrykk, undertrykk (kpa) -3 >-50 -(20-50) -(0-20) Hydrostatisk Kvikkleiremektighet 2 3 Kvikkleiremektighet 2 >H/2 H/2-H/4 <H/4 Tynt lag Sensitivitet 1 2 Sensitivitet 1 > <20 Erosjon 3 1 Erosjon 3 Aktiv/Glidning Noe Lite Ingen Inngrep, forverring 3 1 Inngrep, forverring 3 Stor Noe Liten Ingen Inngrep, forbedring -3 0 Inngrep, forbedring -3 Stor Noe Liten Ingen Poeng (score x vekttall): 16 Grenseverdier for faregradsklasse 0-17: Lav Beregnet faregradsklasse: Lav 18-25: Middels Faregrad 0, : Høy Grenseverdier for risikoklasse Risiko (skadekonsekvens x faregrad) : 1 Risikoklasse: : : : : 5

12 18 Udrenert skjærfasthet, cua [ kn/m2 ] 18 Bq [ ], OCR [ ] 17,5 17, ,5 16, ,5 15, Poretrykksparameter Bq 14,5 14 K O T E N I V Å Ndu=4+4.5*Bq Ndu= *logOCR+0.07*Ip St<15 Nkt= *logOCR+0.082*Ip St<15 Ndu= *log(OCR) St>15 Nkt= *logOCR St>15 CAUA treaksialforsøk Designlinje 14,5 14 OCR benyttet ved tolking av udrenert skjærstyrke OCR f(q,st<15) OCR f(q,st>15) OCR ødometerforsøk (CRS) Konus (aktiv verdi) Enaks (aktiv verdi) 13,5 SHANSEP SuA=0.40*po' 13, ,5 12, ,5 11,5 11 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 11 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8,00 8,50 9,00 9,50 10,00 Bygg Bjugn AS Seter Botngård Tegn./kontr. Borpunkt: 21 Terrengkote: 19,6 MBP/PAW Tolking/presentasjon av CPTU Dato Udrenert skjærfasthet og OCR Oppdrag Vedlegg 3 Tegn. Nr. -