Områdestabilitet for Rakkestad sentrum og Bergenhus

Transkript

1 Områdestabilitet for Rakkestad sentrum og Bergenhus Geotekniske vurderinger R 5. september 2014 Rev. nr.: 0

2

3 Prosjekt Prosjekt: Områdestabilitet for Rakkestad sentrum og Bergenhus Dokumenttittel: Geotekniske vurderinger Dokumentnr.: R Dato: 5. september 2014 Rev. nr./rev. dato: 0 Oppdragsgiver Oppdragsgiver: Rakkestad kommune Kontaktperson: Bernt-Henrik Hansen Kontraktreferanse: Oppdragsbekreftelse (fase 2) signert For NGI Prosjektleder: Utarbeidet av: Kontrollert av: Bjørn Kalsnes Laura Henderson Bjørn Kalsnes Sammendrag Norges Geotekniske Institutt (NGI) har foretatt geotekniske vurderinger i forbindelse med pågående planarbeid for reguleringsplan for Rakkestad sentrum og Bergenhus i Rakkestad kommune. Vurderingene inkluderer tolking av nye grunnundersøkelser og en stabilitetsberegning på Industriveien. Det er funnet leire med sprøbruddsegenskaper på 2 lokasjoner i Rakkestad sentrum (langs Industriveien). Stabilitetsberegning på Industriveien viste tilstrekkelig stabilitet. NVEs krav til stabilitet i forbindelse med vurdering av områdestabilitet er derfor oppfylt for Rakkestad sentrum og Bergenhus. p:\2014\01\ \leveransedokumenter\rapport\geotekniske vurderinger\ r_rakkestad_geotekniske_vurderinger_endelig.docx

4 Innhold Dokumentnr.: R Dato: Rev. nr.: 0 Side: 4 1 Innledning 5 2 Grunnundersøkelser 5 3 Materialparametre og beregningsforutsetninger Lagdeling Leire med sprøbruddegenskaper 6 4 Stabilitetsanalyse: Profil A-A Materialparametre 7 5 Stabilitetsanalyse Krav til minimum materialfaktor i henhold til NVEs veiledning Stabilitetsberegning, profil A 8 6 Konklusjoner og anbefalinger 8 7 Referanser 8 Tegninger Tegning nr 001 Oversiktskart M= 1: Tegning nr 010 Borplan- Rakkestad Sentrum M= 1: Tegning nr 011 Borplan- Bergenhus M= 1: Vedlegg Vedlegg A Vedlegg B CPTU, tolkning av aktiv udrenert skjærfasthet Stabilitetsberegninger Kontroll- og referanseside p:\2014\01\ \leveransedokumenter\rapport\geotekniske vurderinger\ r_rakkestad_geotekniske_vurderinger_endelig.docx

5 Dokumentnr.: R Dato: Rev. nr.: 0 Side: 5 1 Innledning Norges Geotekniske Institutt (NGI) er engasjert av Rakkestad kommune for å foreta geotekniske vurderinger i Rakkestad sentrum og Bergenhus i Rakkestad kommune. Arbeidene er utført i forbindelse med områderegulering og med henblikk på vurdering av fare for kvikkleireskred. En foreløpig vurdering av området, inkludert en generell beskrivelse av grunnforholdene er gitt i teknisk notat, ref. /1/. På bakgrunn av forslag i dette notatet ble det iverksatt en grunnundersøkelse der resultatene er gitt i ref. /2/. Denne rapporten inneholder en full geoteknisk vurdering av de nevnte områdene med henblikk på kvikkleire områdefare basert på resultatene gitt i ref. /1/ og ref. /2/. 2 Grunnundersøkelser Grunnundersøkelser tidligere utført av NGI og Siv.Ing Per Øivind Fredheim i forbindelse med andre prosjekter, var oppsummert i ref. /2/. Disse rapportene ga ikke et tilstrekkelig grunnlag for kvikkleire kartlegging i Rakkestad sentrum og Bergenhus. Derfor ble ytterligere grunnundersøkelser utført av NGI. De nye grunnundersøkelsene inkluderte: én totalsondering, 5 dreietrykksonderinger, 3 trykksonderinger (CPTU) og prøvetaking på 4 lokasjoner. Resultatene fra undersøkelsene er presentert i datarapporten, se ref. /2/. Plasseringene av borpunktene er presentert i tegningene 010 og Materialparametre og beregningsforutsetninger 3.1 Lagdeling Lagdeling i de nye borpunktene er basert på tolking av sonderinger, supplert med opphentede prøver BP. 1 BP.1 ligger nordvest for Rakkestad sentrum, på toppen av en bakke. Tidligere utførte dreietrykksonderinger på dette området (Gudimfeltet) indikerte mulligheter for kvikkleire. De nye undersøkelsene gjort i 2014 (totalsondering, trykksondering og to prøver) viste at det ikke er kvikkleire på denne lokasjonen. Grunnforholdet på BP. 1 består av en tykk tørrskorpe ned til 4 m dybde, deretter leire med noen finsandlag til antatt berg på 9,5 m dybde. Sonderingen boret ikke videre for å bekrefte det var virkelig berg. Tolking av CPTU resultatene indikerer leire med høy skjærstyrke under tørrskorpen. p:\2014\01\ \leveransedokumenter\rapport\geotekniske vurderinger\ r_rakkestad_geotekniske_vurderinger_endelig.docx

6 Dokumentnr.: R Dato: Rev. nr.: 0 Side: BP.2 BP.2 ligger på Industriveien på toppen av en 5 m høyt skråningen. Her er det utført en dreietrykksondering, en trykksondering og 4 prøver. Grunnundersøkelsene viser en 2,5 m tykk tørrskorpe/fylling og leire etterpå. Antatt berg er på 14,5 m dybde. Leira er middels fast, men prøvene viser ganske lave omrørte skjærfastheter, men ikke innenfor området som klassifiseres som kvikke prøver (omrørt skjærstyrke under 0,5 kpa). Prøven på 11,6 m klassifiseres som sprøbruddmateriale, og bør således vurderes i henhold til NVEs kvikkleireveileder, ref. /3/ BP. 3 BP.3 ligger i en liten dal nær elva. Grunnundersøkelsene består av en dreietrykksondering og en prøve. Resultatene indikerer en 1 m tykk tørrskorpe og leire derunder til antatt berg på ca. 6 m dybde. Leire inneholder mange siltlag/finsandlag, og prøven viser sprøbruddmateriale på 4,2-4,55 m dybde BP. 4 BP.4 ligger ved oppkjørselen til Flatstad gård. Kun en dreietrykksondering var gjort her. Dybde til berg er ca. 3,5 m. Grunnen består mest sannsynlig av leire under en tynn tørrskorpe BP. 5 BP.5 ligger på toppen av skråningen langs kunstgressbanen. Her er det utført en dreietrykksondering, en trykksondering og 2 prøver. Grunnundersøkelsene indikerer fylling og tørrskorpe til 3 m dybde, 1 m fast leire og deretter bløtt til middels fast leire til antatt berg på ca. 8 m dybde. Leira er sensitiv, men ikke innenfor området som klassifiseres som sprøbruddmateriale (omrørt skjærstyrke under 2 kpa) BP.6 BP.6 ligger på sørkanten av Bergenhus ved siden av broen over Rakkestad-elva. Her er det utført en dreietrykksondering. Dreietrykksonderingen indikerer en 1 m tykk tørrskorpe over et 4 m tykk leire lag og deretter et lag med større motstand: muligens fastere leire. Antatt berg på 5,5 m dybde. 3.2 Leire med sprøbruddegenskaper Der ble funnet leire med sprøbruddegenskaper (omrørt skjærstyrke under 2 kpa) på 2 steder. BP. 2: Antatt sprøbruddmateriale mellom 11 m og 14,5 m dybde (berg). p:\2014\01\ \leveransedokumenter\rapport\geotekniske vurderinger\ r_rakkestad_geotekniske_vurderinger_endelig.docx

7 Det er gjort en stabilitetsberegning på skråningen gjennom BP. 2. Beliggenhet av den profilen (profil A) er vist i tegning B1. Grunnlaget for beregningen er diskutert i kapittel 4: Stabilitetsanalyse. BP. 3 Antatt sprøbruddmateriale mellom 4 og 5 m dybde. Det er grunt til fjell og høydeforskjellen i "dalen" er ikke så stort (ca. 4 m), derfor er en stabilitetsberegning med dagens situasjon ikke nødvendig. Hvis derimot laget av sprøbruddmateriale vist på BP. 3 fortsetter mot elva, kan det være på nivå med elva. Det vil da være en mulighet for at elva eroderer i dette sprøbrudmaterialet, og således initiere et skred i kvikkleirelaget. Det anbefales derfor at det utføres erosjonssikring i denne svingen i elva. Dokumentnr.: R Dato: Rev. nr.: 0 Side: 7 4 Stabilitetsanalyse: Profil A-A 4.1 Materialparametre Udrenerte styrkeparametre Romvekt av leire er bestemt ut fra opptatte prøver fra BP. 2. For tørrskorpe er det benyttet erfaringsverdier for romvekt. Udrenert skjærfasthet er estimert med utførte CPTU-sonderinger som tolkningsgrunnlag, samt resultater fra laboratorieanalyser av opptatte prøver. Det er ikke utført poretrykksmålinger, men basert på CPTU sonderingene er antatt grunnvannsnivå på 2,5 m på BP. 2 (toppen av skråningen) og 1 m dybde på bunnen av skråningen. Leiras udrenerte styrke varierer avhengig av retning på skjærplanet. Anisotropifaktorer for udrenert ADP-analyse i leire er for "ikke sprøbruddmateriale" satt til hhv. 1, 0,7 og 0,4 for hhv. aktiv, direkte og passiv skjærfasthet. I "sprøbruddmateriale" er anisotropifaktorene satt til 1, 0,65 og 0,35. I tillegg er aktiv skjærfasthet i hht. ref. /3/ redusert med 15 % dersom skjærfastheten er bestemt ved tolkning av CPTU-sondering korrelert med blokkprøver, dvs. anisotropifaktoren for aktiv udrenert skjærfasthet er redusert til 0,85 i lag med sprøbruddmateriale. Aktiv skjærfasthet uten reduksjon er lagt inn som karakteristiske styrkeprofiler (se Vedlegg A) i beregningsprogrammet GeoSuite Stabilitet. En eventuell reduksjon av udrenert skjærfasthet er så gjort i beregningsprogrammet ved justering av anisotropifaktorene for hvert enkelt jordlag i modellen Drenerte styrkeparametre Det er ikke utførte treaxialforsøk på prøver i området. De geotekniske parametre gitt under er derfor valgt ut fra erfaring. Leire: Kohesion (c): 5 kpa Friksjonsvinkel (ϕ'): 30 p:\2014\01\ \leveransedokumenter\rapport\geotekniske vurderinger\ r_rakkestad_geotekniske_vurderinger_endelig.docx

8 Dokumentnr.: R Dato: Rev. nr.: 0 Side: 8 Tørrskorpe: Kohesion (c): 0 kpa Friksjonsvinkel (ϕ'): 30 5 Stabilitetsanalyse 5.1 Krav til minimum materialfaktor i henhold til NVEs veiledning For byggeprosjekter som medfører større tilflytting av mennesker eller personopphold kreves det at beregningsmessig sikkerhet (materialfaktor) er bedre enn γm = 1,4. Minimumskrav til materialfaktor er fra NVEs retningslinjer (ref. /3/). 5.2 Stabilitetsberegning, profil A Beliggenhet av lengdeprofil A er vist på tegning 010, og stabilitetsberegninger er gitt i vedlegg B Udrenert analyse Udrenert stabilitetsanalyse av dagens situasjon med forutsetningene over, gir materialfaktor γm = 1,75 for den mest kritiske glideflate. Kritisk glideflate er ca. 12 m dyp og skjærer ned i sprøbrudmaterialet. Materialfaktoren er over minimumskravet og derfor trenger ikke sikkerhetstiltak Drenert analyse Drenert stabilitetsanalysen gir materialfaktor γm = 2,96 for den mest kritiske glideflate, således er stabilitet tilstrekkelig for dagens situasjonen. 6 Konklusjoner og anbefalinger Der er funnet sprøbruddsmateriale på noen få punkter, og stabilitetsberegninger fra det eneste profil av interesse (ved Industriveien) viser god stabilitet. Da det er funnet sprøbruddmateriale ved BP.3 noen meter opp for elva, anbefales det erosjonssikring i yttersving ved jernbanebroen. 7 Referanser /1/ Norges Geotekniske Institutt (2014) Områdestabilitet for Rakkestad sentrum og Bergenhus. "Foreløpig vurdering av kvikkleire områdestabilitet for Rakkestad sentrum og Bergenhus". NGI teknisk notat TN, datert 20. mars p:\2014\01\ \leveransedokumenter\rapport\geotekniske vurderinger\ r_rakkestad_geotekniske_vurderinger_endelig.docx

9 Dokumentnr.: R Dato: Rev. nr.: 0 Side: 9 /2/ Norges Geotekniske Institutt (2014) Områdestabilitet for Rakkestad sentrum og Bergenhus. "Geoteknisk datarapport". Rapport R, datert 08. juli /3/ NVE (2014): Sikkerhet mot kvikkeleireskred. Vurdering av områdestabilitet ved arealplanlegging og utbygging i områder med kvikkleire og andre jordarter med sprøbruddegenskaper. NVE veileder Revidert april ISSN: p:\2014\01\ \leveransedokumenter\rapport\geotekniske vurderinger\ r_rakkestad_geotekniske_vurderinger_endelig.docx

10 Dokumentnr.: R Dato: Rev.nr.: 0 Tegninger, side 1 Tegninger Innhold Tegningsnummer Tittel Revisjon Målestokk Ark str. 001 Oversiktskart 00 1 : A4 010 Borplan- Rakkestad 02 1 : 2000 A3LL Sentrum 011 Borplan- Bergenhus 01 1:2000 A3L p:\2014\01\ \leveransedokumenter\rapport\geotekniske vurderinger\tegninger\ r_tegninger.docx

11 NGI NO-0806 Oslo, Norway T: (+47) F: (+47)

12 T: (+47) F: (+47) NO-0806 Oslo, Norway Sognsveien 72 - PO Box 3930 Ullevål Stadion NGI

13 T: (+47) F: (+47) NO-0806 Oslo, Norway Sognsveien 72 - PO Box 3930 Ullevål Stadion NGI

14 Dokumentnr.: R Dato: Rev.nr.: 0 Vedlegg A, side 1 Vedlegg A - Aktiv udrenert skjærstyrke tolket fra CPTU-sonderinger Innhold A1 CPTU 1 A2 CPTU 2 A3 CPTU 5 p:\2014\01\ \leveransedokumenter\rapport\geotekniske vurderinger\vedlegg\a forside cptu-tolkning.docx

15 Bq 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0 0 s ua (kpa) Dybde (m) Dybde (m) Poretrykk: antatt hydrostatisk fra 5 m Ingen sensitiv leire P:\2014\01\ \Beregninger\[CPTU-tolk2006_Rakkestad_1.xls]sua profil 11 Shanshep basert su NC-leire korrelasjon Nkt basert su PR1 - enaks Terrengkote Tidligere terrengnivå: NDu basert su Anbefalt su PR1- konus (ekv. Su,a) : 103,83 m 113,83 m Rapport nr. Figur nr. Rakkestad-områdestabilitet A1 Tegner Dato Aktiv skjærstyrke basert på CPTU-sondering og shanshep. LaH Kontrollert Borhull1 BGK Godkjent

16 Bq 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 0 0 s ua (kpa) Dybde (m) Dybde (m) Poretrykk: antatt hydrostatisk fra 2,5 m Sensitiv leire: fra 11 m P:\2014\01\ \Beregninger\[CPTU-tolk2006_Rakkestad_2-2.xls]Inngangsdata 14 Shanshep basert su NC-leire korrelasjon Nkt basert su PR2 - enaks Terrengkote Tidligere terrengnivå: NDu basert su Anbefalt su PR2- konus (ekv. Su,a) : 101,64 m 109,64 m Rapport nr. Figur nr. Rakkestad-områdestabilitet A2 Tegner Dato Aktiv skjærstyrke basert på CPTU-sondering og shanshep. LaH Kontrollert Borhull2 BGK Godkjent

17 Bq 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0 0 s ua (kpa) Dybde (m) Dybde (m) Poretrykk: antatt hydrostatisk fra 1 m Ingen sensitiv leire P:\2014\01\ \Beregninger\[CPTU-tolk2006_Rakkestad_5B.xls]Inngangsdata 8 Shanshep basert su NC-leire korrelasjon Nkt basert su PR5 - enaks Terrengkote Tidligere terrengnivå: NDu basert su Anbefalt su PR5- konus (ekv. Su,a) : 99,87 m 109,87 m Rapport nr. Figur nr. Rakkestad-områdestabilitet A3 Tegner Dato Aktiv skjærstyrke basert på CPTU-sondering og shanshep. LaH Kontrollert Borhull5B BGK Godkjent

18 Dokumentnr.: R Dato: Rev.nr.: 0 Vedlegg B, side 1 Vedlegg B - Resultater fra stabilitetsberegninger, Rakkestad Innhold Tegningnr. Tittel Rev. Målest. B01 Profil A- Dagens 00 1:200 p:\2014\01\ \leveransedokumenter\rapport\geotekniske vurderinger\vedlegg\b forside stabilitetsberegning.docx

19 f T: (+47) F: (+47) NO-0806 Oslo, Norway Sognsveien 72 - PO Box 3930 Ullevål Stadion NGI

20 Kontroll- og referanseside/ Review and reference page Dokumentinformasjon/Document information Dokumenttittel/Document title Geotekniske vurderinger Dokumenttype/Type of document Rapport/Report Oppdragsgiver/Client Rakkestad kommune Emneord/Keywords Grunnundersøkelser, stabilitet, kvikkleire Stedfesting/Geographical information Land, fylke/country, County Norge, Østfold Kommune/Municipality Rakkestad Sted/Location Rakkestad sentrum og Bergenhus Kartblad/Map 1913-I Sarpsborg UTM-koordinater/UTM-coordinates UTM 32 Euref 89: N , Ø Distribusjon/Distribution Begrenset/Limited Dokumentnr./Document No R Dato/Date 5. september 2014 Rev.nr.&dato/Rev.No.&date 0 Havområde/Offshore area Feltnavn/Field name Sted/Location Felt, blokknr./field, Block No. Dokumentkontroll/Document control Kvalitetssikring i henhold til/quality assurance according to NS-EN ISO9001 Rev./ Rev. Revisjonsgrunnlag/Reason for revision Egenkontroll/ Self review av/by: 0 Originaldokument LaH BGK Sidemannskontroll/ Colleague review av/by: Uavhengig kontroll/ Independent review av/by: Tverrfaglig kontroll/ Interdisciplinary review av/by: Dokument godkjent for utsendelse/ Document approved for release Dato/Date 5. september 2014 Sign. Prosjektleder/Project Manager Bjørn Kalsnes Mal rev. dato: Skj.nr. 043

21

22