R UTLEIRA IDRETTSANLEGG OMRÅDESTABILITET

Transkript

1 R UTLEIRA IDRETTSANLEGG OMRÅDESTABILITET Stabilitetsberegninger og -vurderinger STAVSET STUBBAN TILLER HEIMDAL Rev. B

2

3 2 1. INNLEDNING 1.1 Prosjektet Prosjektet omfatter bygging av nytt idrettsanlegg på Utleira. Anlegget består av idrettshall og 2 fotballbaner. Nord og nordvest for tomta ligger NVEs kvikkleiresoner 193 Blakli og 196 Stubban. Begge sonene er klassifisert i middels faregrad. I tillegg er det registrert kvikkleire øst for og på selve tomta. I forbindelse med utbyggingen må det derfor dokumenteres at det er tilfresstillende sikkerhet mot kvikkleireskred ihht NVEs retningslinje , ref /1/, med vedlegg, Vurdering av områdestabilitet ved utbygging på kvikkleire og andre jordarter med sprøbruddegenskaper og Kartlegging og vurdering av skredfare i arealplaner. Idrettshallen er et tiltak i kategori K3. jf. tabell 3.1 i kvikkleireveileder. 1.2 Oppdrag Geoteknisk faggruppe fikk i oppdrag av Heidi Vassli, Utbyggingsenheten, å gjøre en vurdering av områdestabilitet for Utleira idrettsanlegg. I tilfelle utilstrekkelig stabilitet skal det også vurderes hvilke tiltak som er nødvendig for å oppnå vesentlig forbedring av stabilitet i hht NVEs retningslinje, og om det er realistisk å få gjennomført disse tiltakene. I denne rapporten presenteres resultater av stabilitetsberegninger for dagens tilstand og vurdering av om sikkerheten mot kvikkleireskred er tilfredsstillende ihht NVEs retningslinjer I tillegg vurderes de stabiliserende tiltak som må gjennomføres for å oppnå tilstrekkelig sikkerhet mot kvikkleireskred for nye tiltak. I henhold til NVE retningslinje , ref. /1/, er det nødvendig med uavhengig kontroll av geoteknisk beregningsgrunnlaget og stabilitetsutredning for idrettsanlegget. Rapporten har bestått uavhengig kontroll utført av NGI Trondheim, ref /6/. 1.3 Kvikkleire NVEs kvikkleireveileder, vedlegg til NVE retningslinje , omhandler bygging i og nedenfor områder med sprøbruddmaterialer. I praksis er sprøbruddmaterialer leire med sensitivitet 15 og omrørt skjærfasthet <2 kpa. Kvikkleire er også et sprøbruddmateriale. For at leira skal være kvikk må den omrørte skjærfastheten være <0,5 kpa. Grunnforhold og omfang av kvikkleire er beskrevet i Trondheim kommunes rapport R1531-1, ref. /2/, og rapport R1432, ref. /3/. 2. STABILITETSBEREGNINGER 2.1 Generelt Stabilitetsberegningene er utført på grunnlag av beregningsgrunnlaget, ref /3/. Udrenert skjærfasthet tolket fra CPTU sonderinger er prioritert mot labundersøkelser. Der det ikke foreligger labundersøkelser på uforstyrrede prøver er Shanshep metoden brukt for å beregne Suprofiler som beskrevet i avsnitt 3.2, ref /3/. Overkonsolideringsgaden fra utførte ødometerforsøk på området er regnet om til tidligere terrengnivå. Dagens tilstand for profil C tilfredsstiller ikke krav til materialfaktor i NVE retningslinje Materialkoeffisienten for totalspenningsanalyse er m =1,23. For å tilfredsstille krav i NVE retningslinje er det nødvendig å gjennomføre stabiliserende tiltak for å oppnå tilstrekkelig sikkerhet. Med en beregnet materialkoeffisient m =1,23, vil det medføre et krav om gjennomføring av tiltak som gir en prosentvis forbedring i størrelsesorden 6,4% for faregradsklasse middels og tiltakskategori K3.

4 3 2.2 Profiler Nedenfor er det gitt en oppsummering av stabilitetsberegningene for hver profil. Profil A Udrenert skjærfasthet er bestemt på grunnlag av labundersøkelser og Shanshep metoden. Materialkoeffisienten er beregnet på plan tilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =2,00, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =4,83. Stabiliteten er tilfredsstillende både på totalspenningsbasis og effektivspenningsbasis. Profil B Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTU, labundersøkelser og Shanshep metoden. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er materialkoeffisienten beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =2,29, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =4,23. Stabiliteten er tilfredsstillende både på totalspenningsbasis og effektivspenningsbasis. Profil C Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTU, labundersøkelser og Shanshep metoden. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er materialkoeffisienten beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,23, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =2,88. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil D Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTU, labundersøkelser og Shanshep metoden. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er materialkoeffisienten beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,61, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =2,42. Stabiliteten er tilfredsstillende både på totalspenningsbasis og effektivspenningsbasis. Tabell 1: Resultater for dagens tilstand, Profilenes beliggenhet er vist på tegning 202. Materialkoeffisient m Kommentar Profil Totalspenningsanalyse Effektivspenningsanalyse A 2,00 4,83 B 2,29 4,23 C 1,23 2,88 Ikke tilfredsstillende m D 1,61 2,42 3. STABILISERENDE TILTAK 3.1 Generelt Dagens tilstand for profil C tilfredsstiller ikke kravene til materialfaktor som stilles i NVE retningslinje For å tilfredsstille kravene i retningslinjen er det nødvendig å gjennomføre stabiliserende tiltak for å oppnå tilstrekkelig sikkerhet mot kvikkleireskred. 3.2 Krav til sikkerhet mot kvikkleireskred NVE retningslinje stiller krav til sikkerhet mot kvikkleireskred i forbindelse med tiltak innenfor eller nedenfor en kvikkleiresone. Det er ønskelig å benytte område til virksomhet som

5 4 faller i tiltakskategori K3. Sikkerhet mot kvikkleireskred angis ved en materialfaktor γ m. Hvis materialfaktor γ m =1.4, ikke kan oppnås, må man se på hva som er mulig å få til av stabiliserende tiltak. For at man skal kunne benytte områder innenfor en kvikkleiresone med middels faregrad til tiltak i tiltakskategori K3, må alle profiler i kvikkleiresonen enten ha en materialkoeffisient lik eller høyere enn 1,4. Alternativt må det gjøres topografiske endringer for å oppnå vesentlig forbedring av materialkoeffisienten for kvikkleiresoner med middels faregrad. Med en beregnet materialkoeffisient i størrelsesorden m = 1,0-1,4, vil det medføre et krav om gjennomføring av tiltak som gir en prosentvis forbedring av materialfaktoren i størrelsesorden 0-15%. Prosentvis forbedring skal gjelde for alle glideflater hvor tilfredsstillende m ikke er oppnådd i utgangspunktet. Tabellen nedenfor oppsummerer resultater fra stabilitetsberegninger for dagens situasjon og hvilke krav NVEs kvikkleireveileder stiller til vesentlig forbedring i profilene der stabiliteten ikke er tilstrekkelig. Profilenes beliggenhet er vist på tegning 202. Tabell 2: Krav til stabilitetsforbedring etter NVEs retningslinje, Profilenes beliggenhet er vist på tegning 202. Profil Totalspenningsanalyse Effektivspenningsanalyse Materialkoeffisient m Krav vesentlig forbedring Materialkoeffisient m A 2,00 4,83 B 2,29 4,23 C 1,23 1,31 2,88 D 1,61 2,42 Krav vesentlig forbedring 3.3 Stabiliserende tiltak I profil C, der stabiliteten ikke er tilstrekkelig for dagens tilstand foreslås det stabiliserende tiltak for å oppnå tilfredsstillende sikkerhet etter tabell 1. Det er tatt hensyn til NVEs kvikkleireveileder som stiller krav til at alle potensielle bruddflater, og ikke bare den kritiske, må oppnå tilstrekkelig materialfaktor. Det er i tillegg undersøkt og funnet ut at det er oppnådd tilstrekkelig vesentlig forbedring for den kritiske bruddflaten som er flyttet betydelig etter tiltak. Profil C For å få vesentlig forbedring av stabilitet som kreves for middels faregradsklasse, foreslås nedplanering på toppen av skråningen med ca 2 m, tegning 225 og 226. Etter tiltaket oppnås materialkoeffisient m =1,34 og 2,92 for totalspenningsanalyse og effektivspenningsanalyse henholdsvis.

6 Tabell 3: Oppnådd stabilitet for foreslåtte tiltak. Profilenes beliggenhet og foreslåtte tiltak, er vist på tegning Profil Tiltak Totalspenningsanalyse Effektivspenningsanalyse C 2 meter nedplanering på toppen av skråningen 1,34 2, Byggegrop for idrettshall og etablerte fotballbaner Bygging av fotballbanen og idrettshallen medfører ikke fare for kvikkleireskred. 3.5 Ca volum av nedplanerte masser Situasjonskartet, tegning 202, viser tiltak som er foreslått for å oppnå tilfredsstillende stabilitet i området. Tiltaket som er foreslått i denne rapporten betyr at ca m 3 må nedplaneres på toppen av skråningen. Alternativt kan volum av masser som må kjøres bort reduseres ved kombinasjon av motfylling og nedplanering, men dette må avklares med landbruksmyndighetene. 4 FORSLAG TIL VIDERE ARBEID 4.2 Detaljprosjektering av tiltak. De stabiliserende tiltak som blir foreslått i denne rapporten må detaljprosjekteres. Det forutsettes at det legges opp en detaljert plan for gjennomføring av arbeidene. 4 REFERANSER 1 NVEs retningslinje : Flaum- og skredfare i arealplanar, sist revidert 15. april Rapport R1531-1: Utleira Idrettsanlegg, områdestabilitet. Datarapport, Rapport R1531-2: Utleira Idrettsanlegg, områdestabilitet. Beregningsgrunnlag, rev.a, Rapport R1432: Utleira Idrettsanlegg, Karlsrud, Kjell (2003) Stabilitetsanalyser av skråninger, skjæringer og fyllinger Kurs mai 2003, Rica Hell Hotell 6 Teknisk notat TN, rev.02: Utleira idrettshall. Uavhengig kontroll av områdestabilitet, TEGNINGSLISTE Tegning Revisjon Tema Oversiktskart, målestokk 1: A Situasjonskart, målestokk 1: Profil A. Totalspenningsanalyse Profil A. Effektivspenningsanalyse Profil B. Totalspenningsanalyse Profil B. Effektivspenningsanalyse

7 215 A Profil C. Totalspenningsanalyse Profil C. Effektivspenningsanalyse 217 A Profil D. Totalspenningsanalyse Profil D. Effektivspenningsanalyse 225 A Profil C. Totalspenningsanalyse etter tiltak 226 A Profil C. Effektivspenningsanalyse etter tiltak 6

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19