Detaljert beskrivelse av forutsetninger og resultater fra de utførte stabilitetsberegningene fremgår av foreliggende beregningshefte.

Transkript

1 TEKNISK BEREGNING Prosjekt: Oppdrag: Beregning: Drammen. Grev Wedels Plass Drammen. Grev Wedels Plass Stabilitetsberegning Dato: Dokumentnr: tb1 Utarbeidet av: Jon André Adsersen Kontrollert av: Geir Solheim Drammen. Grev Wedels Plass Stabilitetsberegning Sammendrag: Grev Wedels plass AS planlegger utvikling av kvartalet på adressene Grev Wedels plass 3 samt Nedre Storgata 18 på Bragernes i Drammen. Byggene planlegges med inntil 6 etasjer over terreng og inntil 3 etasjers kjeller til parkering under bakken. Arkitekt i prosjektet er LPO Arkitekter AS. GrunnTeknikk AS er engasjert som geoteknisk rådgiver i prosjektet. Det er utført grunnundersøkelser av Norges Geotekniske Inst. (NGI) i perioden juli til oktober Grunnundersøkelsene viser topplag av fyllmasser over silt/finsand og herunder et bløtt leirlag til stor dybde. Det er i bunnen av leirlaget stedvis overgang til et tynt sand/gruslag og derunder fjell. Størstedelen av leirlaget er klassifisert som kvikkleire. Det finnes dermed et sammenhengende kvikkleirelag over hele det undersøkte området, typisk fra ca 4 m under terreng. Ved etablering av tiltak innenfor området, er det er derfor krav om stabilitetsvurderinger for å dokumentere tilstrekkelig stabilitet både lokalt og for området generelt (områdestabilitet). Det er utført stabilitetsberegning i ett kritisk profil, profil C-C, som går igjennom aktuell tomt. Beregningen viser tilstrekkelig sikkerhet i dagens situasjon, i samsvar med NGI s vurderinger fra For situasjonen med utgraving av byggegrop til hhv. 1 og 3 kjellernivåer viser beregningene lav og uakseptabel sikkerhet. Ved utgraving innenfor spunt og kalk/sement stabilisert grunn, fås tilfredsstillende sikkerhet (Fs>1,4) for utgravingen dersom det tas hensyn til noe 3D effekter. Detaljert beskrivelse av forutsetninger og resultater fra de utførte stabilitetsberegningene fremgår av foreliggende beregningshefte. GrunnTeknikk AS Pb VEAR Org.nr

2 110563tb1 Side 2 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 Innledning Terreng og grunnforhold Prosjekteringsforutsetninger Regelverk Krav til sikkerhetsfaktor TEK 10 7 Sikkerhet mot naturpåkjenninger TEK Konstruksjonssikkerhet SAK 10 9 Tiltaksklasse Seismisk påkjenning Grunnvannstand Terrenglaster Designparametere Drenerte parametere Udrenerte parametere Beregningsresultater Kommentarer til beregningsresultater Dagens situasjon Utgraving til 1 kjellernivå over hele gropa Utgraving til 3 kjellernivåer lokalt i midten av gropa Kontrollside TEGNINGER Tegn nr. Tittel Målestokk Figur nr. 31 Borplan fra rapport ref. [1] 1:2000 Figur nr. 25 Profiltegning, profil C-C, fra rapport ref. [1] 1:500 VEDLEGG 1 Beregningsprofiler, tegning 500 t.o.m. 507 (8 sider) 2 Håndberegninger for seismiske laster

3 110563tb1 Side 3 REFERANSER [1] Rapport utarbeidet av NGI datert 26. januar [2] «CPTU Correlations for clays» utarbeidet av Kjell Karlsrud et. al. datert [3] NVE s veileder nr. 7 Sikkerhet mot kvikkleireskred, datert 2014

4 110563tb1 Side 4 1 Innledning Grev Wedels plass AS planlegger utvikling av kvartalet på adressene Grev Wedels plass 3 samt Nedre Storgata 18 på Bragernes i Drammen. Byggene planlegges med inntil 6 etasjer over terreng og inntil 3 etasjers kjeller til parkering under bakken. Arkitekt i prosjektet er LPO Arkitekter AS. GrunnTeknikk AS er engasjert som geoteknisk rådgiver i prosjektet På figur 1 vises utsnitt av figur nr. 31 fra rapport , ref. [1]. Aktuell tomt er markert på figuren med rødt omriss. Figuren viser inndeling av faresonen «Bragernes» i tre ulike delområder basert på vurderinger av områdestabilitet ref. [1]. Aktuelt prosjekt ligger i sone 1, hvor det er angitt tilfredsstillende sikkerhet i dagens situasjon, men krav om stabilitetsvurderinger i forbindelse med anleggsvirksomhet. Foreliggende beregningshefte beskriver resultater fra utførte stabilitetsberegninger for dagens situasjon og anleggsfase for utgraving av kjellere. Videre er det gjort beregninger av aktuelle tiltak for å sikre stabilitet i gravefasen og permanent. Figur 1. Utsnitt av figur nr. 31 fra rapport , ref. [1]. 2 Terreng og grunnforhold Terrenget i området stiger fra ca. kote 2 nede ved elven til kote ved Cappelens gate. Terrenghelningen er minst nede ved elven på ca. 1:30 og øker gradvis til ca. 1:10 tettere på

5 110563tb1 Side 5 Cappelens gate ovenfor tomta. På strekningen fra Holmenbrua til litt forbi Erik Børresens gate er det i forbindelse med vegprosjekt de siste årene foretatt utfyllinger i elven. Det er utført grunnundersøkelser og stabilitetsvurderinger av Norges Geotekniske Inst. (NGI) i perioden juli til oktober Hele det undersøkte området (markert med svart omriss på figur 1) viser relativt ensartede grunnforhold. Grunnundersøkelsene viser typisk lagdeling bestående av et topplag av fyllmasser over et lag av silt/finsand og herunder et bløtt leirlag til stor dybde. Leirlaget består i toppen av plastisk leire med overgang til siltig leire i dybden. I bunnen av leirlaget er det overgang til mer siltig leire med sandlag og stedvis et tynt lag av sand/grus over fjell. Størstedelen av leirlaget er klassifisert som kvikkleire. Det finnes dermed et sammenhengende kvikkleirelag over stort sett hele området, typisk fra ca 4 m under terreng. På figur nr. 25 (vedlagt beregningsheftet) fra ref. [1], vises lagdeling for profil C-C, som er aktuelt profil for stabilitetsberegningene. Vi har tolket foreliggende grunnundersøkelser og er enig i den lagdelingen som er beskrevet og benyttet i beregninger. Grunnundersøkelsene indikerer videre normalkonsolidert leire. Det er installert hydrauliske piezometere til måling av poretrykk ved ulike borpunkter. Ved enkelte borpunkter er det installert piezometere i ulike dybder for måling av mulig artesisk overtrykk i leirlaget. Resultatene tett på profil C-C er vist på figur nr. 25. Resultatene viser generelt høyt grunnvannsnivå med stigehøyde over terreng ved flere borpunkter. For en mer detaljert beskrivelse av de utførte grunnundersøkelsene og grunnforhold vises til rapport , ref. [1]. 3 Prosjekteringsforutsetninger 3.1 Regelverk Gjeldende regelverk legges til grunn for prosjekteringen. For geoteknisk prosjektering gjelder følgende: NS-EN : NA:2008 (Eurokode 0) NS-EN : NA:2008 (Eurokode 7) NS-EN :2004+A1:2013+NA:2014 (Eurokode 8 del 1) NS-EN :2004+NA:2014 (Eurokode 8 del 5) NVE s retningslinjer nr. 2 - Flaum- og skredfare i arealplaner, datert 2011 TEK Sikkerhet mot naturpåkjenninger TEK Konstruksjonssikkerhet SAK Tiltaksklasse I tillegg er det benyttet følgende veiledning: NVE s veileder nr. 7 Sikkerhet mot kvikkleireskred, ref. [3] 3.2 Krav til sikkerhetsfaktor For krav til partialfaktor for materialegenskap (sikkerhetsfaktor) anvendes retningslinjer gitt i NVE s veileder nr. 7 Sikkerhet mot kvikkleireskred, ref. [3]. Området ligger innenfor den kartlagte kvikkleire faresone «Bragernes», som er klassifisert med faregradsklasse middels og konsekvensklasse meget alvorlig. Tiltakskategori jvf. tabell 5.2 ref. [3] velges til K4. Det stilles da krav til sikkerhetsfaktor på F = 1,4 eller prosentvis forbedring jvf. figur 2.

6 110563tb1 Side 6 For tiltak i tiltakskategori K4 stilles videre krav kvalitetssikring av uavhengig foretak. Sweco v/per Stenhamar er engasjert for uavhengig kontroll. Figur 2. Krav til prosentvis forbedring av partialfaktor for materialegenskap (Figur 5.1 fra NVE s veileder nr ). 3.3 TEK 10 7 Sikkerhet mot naturpåkjenninger I henhold til TEK 10 7 skal byggverk plasseres, prosjekteres og utføres slik at det oppnås tilfredsstillende sikkerhet mot skade eller vesentlig ulempe fra naturpåkjenninger (flom, stormflo og skred). Prosjektet er plassert slik, at det ikke vurderes risiko for flom eller stormflo. Tiltak for tilstrekkelig sikkerhet mot skred dokumenteres i foreliggende beregningshefte. TEK 10 7 er dermed vurdert ivaretatt. 3.4 TEK Konstruksjonssikkerhet I henhold til TEK vil forskriftets minstekrav til sikkerhet være oppfylt dersom det benyttes metoder og utførelse etter Norsk Standard/Eurokode systemet. Relevante Eurokoder er angitt i kapitel 3.1. Vi vurderer derfor TEK som ivaretatt. 3.5 SAK 10 9 Tiltaksklasse SAK angir tiltaksklasser for ulike byggeprosjekter og fagområder (tabell 1 i veiledningen). Vi har plassert prosjektet i tiltaksklasse 2, da det er vanskelige grunnforhold (kvikkleire), men godt utviklede metoder til forsterkning av bløt, sensitiv leire.

7 110563tb1 Side Seismisk påkjenning NS-EN :2004+A1:2013+NA:2014 (Eurokode 8 del 1) gir krav til dimensjonering for seismiske laster avhengig av seismisk klasse. Veiledning til klassifisering i ulike seismiske klasser er vist i standardens nasjonale tillegg NA (informativt), tabell NA.4(902). Prosjektet plasseres i seismisk klasse 2 under forretnings- og boligbygg. Det skal derfor dokumenteres tilstrekkelig stabilitet ved anvendelse av seismiske laster. 3.7 Grunnvannstand Det er i stabilitetsberegningene anvendt kritisk grunnvannsnivå basert på avlesning av installerte poretrykksmålere. Det er ikke benyttet artesist overtrykk i dybden, idet det det er udrenert situasjon med ADP-analyser som er vurdert som kritisk for stabilitet. 3.8 Terrenglaster Det er i stabilitetsberegningene anvendt en generell terrenglast på 10 kpa virkende på ugunstig/drivende del av glidesirkelen. Terrenglasten er ment å dekke bygnings- og trafikklaster. 4 Designparametere I det følgende er beskrevet valg av styrkeparametere for stabilitetsberegningene. Det er utført udrenerte ADP-analyser, som er bestemmende for stabiliteten i kvikkleire under de aktuelle forholdene. Fyllmasselaget og siltlaget er beregnet drenerte og leirlagene udrenerte. 4.1 Drenerte parametere Drenerte parametere vist i følgende tabell er anvendt i beregningene. Parametere for laget med fyllmasser og siltlaget er valgt i samsvar med parametere benyttet i rapport , ref. [1]. Jordlag Friksjonsvinkel [ o ] Effektiv kohesjon [kpa] Romvekt [kn/m 3 ] Fyllmasser ,6 Silt ,6 4.2 Udrenerte parametere Vi har gjennomgått tolkning av de udrenerte styrkeparametere utført av NGI i rapport , ref. [1]. Vi er enige med tolkningen og har anvendt stort sett samme design s u -profiler. Bestemmelse av udrenert skjærstyrke er basert på tolkning av CPTU sonderinger. I figur 3 er som eksempel vist design s u -profil for CPTU 14. Det er anvendt korrelasjoner mellom CPTU resultater og s u styrker basert på blokkprøver av norske bløte til middels faste leire etter ref. [2]. Det er både anvendt tolkning basert på spissmotstand (rød stiplet linje) og tolkning basert på poreovertrykk (svart linje). I bløt leire skal tolkning basert på poretrykk gi mest nøyaktige resultater. I tillegg er det utført treaksialog direkte skjærforsøk på opptatte blokkprøver for å evaluere de anvendte CPTU korrelasjoner. Teoretisk Shansep linje med aktiv s u /p 0 bestemt på blokkprøve fra borpunkt nr. 14, er på figur 3 vist med rød/lilla tykk linje. Resultatene viser god overensstemmelse for samtlige s u -profiler. Design s u - profiler er basert på en vektet middelverdi av resultatene. Valgt designlinje er på figur 3 vist med

8 110563tb1 Side 8 grønn linje. Design linje benyttet av NGI er vist med blå farge. For kvikkleirelag er det anvendt en reduksjon av designlinjen på 15% for å ta hensyn til potensiell styrkereduksjon pga. sprøbruddoppførsel. For borpunkt nr. 14 er det antatt kvikkleire under 20 meters dybde. Endelig design linje med 15% reduksjon i kvikkleirelaget er vist med gul. Denne linjen er anvendt ved stabilitetsberegningene og benyttet direkte inn GeoSuite Stability (Figuren viser aktive, udrenerte styrker) For en mer detaljert beskrivelse av valgte styrkeparametere vises til rapport , ref. [1]. Figur 3. Design s ua -profil, CPTU 14.

9 110563tb1 Side 9 Ved anvendelse av design s u -profiler er følgende anisotropifaktorer benyttet, ref. [1]: Aktiv sone: s v /p 0 Direkte sone: s v /p 0 Passiv sone: s v /p 0 = 1,0 = 0,70 for plastisk leire og 0,60 for siltig leire = 0,37 for plastisk leire og 0,28 for siltig leire Som stabiliserende tiltak er det benyttet innblanding av kalk/sement (KS) stabilisering med følgende to alternative styrker for stabilisert kvikkleire (avhengig av tetthet av ribber/innblanding): Gjennomsnittlig direkte s ud = 60 kpa, tilsvarende aktiv s ua = 85,7 kpa Gjennomsnittlig direkte s ud = 80 kpa, tilsvarende aktiv s ua = 114,3 kpa 5 Beregningsresultater Det er utført stabilitetsberegninger i beregningsprogrammet GeoSuite Stability versjon Beregningene er utført for terrengprofil C-C, som går gjennom aktuell tomt (se figur 1). Resultatene/kritiske glideflater fra stabilitetsberegningene er vist på tegningene 500 t.o.m. 507 i vedlegg 1. De resulterende sikkerhetsfaktorer er oppsummert i tabell under. Beregning Beskrivelse Sikkerhet Fc 1, profil C-C (tegning ) 2, profil C-C (tegning ) 3, profil C-C (tegning ) 4, profil C-C (tegning ) 5, profil C-C (tegning ) 6, profil C-C (tegning ) 7, profil C-C (tegning ) 8, profil C-C (tegning ) Terrengprofil C-C, dagens situasjon, udrenert ADP-analyse. Kritisk glidesirkel høyere oppe i terrenget (på oppsiden av tomta ved Engene) gir Fc = 1,21. Terrengprofil C-C, utgraving til 1 kjellernivå, udrenert ADPanalyse. Ingen kalk/sementstabilisering (lang glidesirkel, områdestabilitet). Lokale glidesirkler med lav sikkerhet er ikke relevante da det skal benyttes spunt. Terrengprofil C-C, utgraving til 1 kjellernivå, kalk sement stabilisering til kote -6 med direkte s u =60 kpa, udrenert ADP-analyse. 2D-analyse (lang glidesirkel, områdestabilitet) Terrengprofil C-C, utgraving til 1 kjellernivå, kalk sement stabilisering til kote -6 med direkte s u =60 kpa, noe 3D effekter medtatt, udrenert ADP-analyse. (lang glidesirkel, områdestabilitet) Terrengprofil C-C, utgraving til 3 kjellernivåer, kalk sement stabilisering med direkte s u =60 kpa til kote -6, udrenert ADP-analyse. 2D-analyse Terrengprofil C-C, utgraving til 3 kjellernivåer, kalk sement stabilisering med direkte s u =80 kpa til kote -10, udrenert ADP-analyse. 2D-analyse Terrengprofil C-C, utgraving til 3 kjellernivåer, kalk sement stabilisering med direkte s u =80 kpa til kote -10, udrenert ADP-analyse, noe 3D effekter medtatt. Terrengprofil C-C, utgraving til 3 kjellernivåer, kalk sement stabilisering med direkte s u =80 kpa til kote -10, udrenert ADP-analyse, 3D effekter medtatt, seismiske laster. 1,40 1,26 1,33 1,83 1,06 1,14 1,78 1,30

10 110563tb1 Side 10 6 Kommentarer til beregningsresultater 6.1 Dagens situasjon Sikkerheten mot skred i dagens situasjon (beregning 1) viser opp mot Engene Fc = 1,21. Dette området er på oppsiden av aktuell tomt, og kritisk glidesirkel med Fc=1,21 kommer ut ovenfior tomta. Denne situasjonen er derfor ikke relevant for aktuell tomt. For glideflater som går inn på aktuell tomt/planlagt byggegrop, viser beregningene akseptabel sikkerhet på Fc = 1,40. Sikkerheten for området i dagens situasjon er også vurdert som akseptabel av NGI i rapport , ref. [1]. Seismiske laster er ikke medtatt i beregning av stabilitet for dagens situasjon. 6.2 Utgraving til 1 kjellernivå over hele gropa Uten stabilisering med kalk/sement (beregning 2) viser beregningene uakseptabel sikkerhet (Fc = 1,26). Videre fås lokale glidesirkler med dårlig lokalstabilitet langs byggegruben. For å sikre utgravingen er det derfor gjort beregninger for en situasjon med en 9-10 m lang uforankret svevespunt langs byggegruben og innvendig stabilisering med kalk/sement inn mot spunten. Ved anvendelse av KS stabilisering ned til kote -6 med direkte s u =60 kpa (beregning 3) viser beregningene høyere men stadig uakseptabel sikkerhet (Fc = 1,33) for 2D-analyse. Ved inkludering av noe 3D effekter for de lange glidesirklene (beregning 4) viser resultatene akseptabel sikkerhet på Fc = 1,83. For en forsiktig/konservativ vurdering av 3D-effekt er det benyttet bredde på byggegrubem på 100 m mens lengde av glidesirklene er over 150 m. Reell bredde av gropa er ca 60 m 6.3 Utgraving til 3 kjellernivåer lokalt i midten av gropa Ved anvendelse av KS stabilisering ned til kote -6 med direkte s u =60 kpa (beregning 5) fås uakseptabel sikkerhet (Fc = 1,06) ved utgraving for 3 kjellere lokalt midt i gropa. Ved å kalk/sementstabilisere til større dybde (kote -10) og med høyerer tetthet av peler (direkte s u =80 kpa) (beregning 6) fås høyere sikkerhet (Fc = 1,14), men fortsatt uakseptabel sikkerhet Ved å inkludere en forsiktig vurdert 3D effekt (som under pkt. 6.2) fås akseptabel sikkerhet på Fc = 1,78 (beregning 7). Det er utført beregninger med seismiske laster av situasjonen med utgraving til 3 kjellernivåer og KS stabilisering til kote -10 med direkte s u =80 kpa samt inkludering av 3D effekter. Det er benyttet pseudostatisk metode fra Eurokode 8. De seismiske faktorer er bestemt ved håndberegninger vist i vedlegg 2. Resultatene viser akseptabel sikkerhet på Fc = 1,30. Kravet jvf. Eurokode 8 Nasjonalt tillegg 2014 er Fc = 1,2 for kvikkleire.

11 110563tb1 Side 11 Kontrollside Dokument Dokumenttittel: Drammen. Grev Wedels Plass, Stabilitetsberegning Oppdragsgiver: Glitre Eiendom AS Emne/Tema: Geoteknisk saksbehandling Dokument nr: tb1 Dato: Sted Land og fylke: Norge, Buskerud Sted: Drammen sentrum, Bragernes UTM sone: 32 Vest Kommune: Drammen Nord: Øst: Kvalitetssikring/dokumentkontroll Egenkontroll av Sidemannskontrav Rev Kontroll dato sign dato sign Oppsett av dokument/maler jaa ges Korrekt oppdragsnavn og emne jaa ges Korrekt oppdragsinformasjon jaa ges Distribusjon av dokument jaa ges Laget av, kontrollert av og dato jaa ges Faglig innhold jaa ges Godkjenning for utsendelse Dato: Sign.:

12

13

14

15

16

17

18

19

20 Vedlegg 2