Geoteknikk. E39 Klettelva- Otneselva Geoteknisk rapport. Oppdrag OPPDRAG. Teknologiavdelingen. Ressursavdelinga. Nr

Transkript

1 Geoteknikk E39 Klettelva- Otneselva Geoteknisk rapport Oppdrag OPPDRAG Teknologiavdelingen Ressursavdelinga Nr Region midt Ressursavdelinga Berg- og geoteknikkseksjonen

2 Oppdragsrapport Nr Labsysnr Region midt Ressursavdelinga Berg- og geoteknikkseksjonen Geoteknikk E39 Klettelva- Otneselva Geoteknisk rapport UTM-sone Euref89 Ø-N Oppdragsgiver: Antall sider: Plan- og prosjektering v/ Ivar Ole Mittet 10 Dato: Antall vedlegg: Kommune nr Kommune HALSA Utarbeidet av (navn, sign.) Gunnar Ø.Djup 28 Antall tegninger: Papirarkivnummer Sammendrag Seksjonsleder (navn, sign.) PerO.Berg Kontrollert Ove Strømme Ny E39 skal byggjast frå Klettelva til Hestnes i Halsa kommune, ei strekninga på ca. 8,5 km. Denne rapporten tar for seg strekninga Klettelva-Otneselva, det vil seie dei første 5km. Den nye vegen vil i hovudsak gå i jomfrueleg terreng. Grunnforholda er på store delar av strekninga relativt greie, det vil seie faste sandige og grusige morenemassar. Men, strekningsvis er det silt- og leirjord, som krevjer restriksjonar/tiltak. Det bli enkelte høge bergskjeringar, som vil bli nærmare vurdert i byggeplanfasen. Det kjem minimum 2 bruer på strekninga (Klettelva - ca. profil 1660, Hennelva - ca. profil 30000). Emneord: Morene, Berg, Silt Distribusjonsliste Antall Distribusjonsliste Antall Ivar Ole Mittet

3

4 Geoteknisk rapport nr INNHALD INNHALD... 3 VEDLEGGSOVERSIKT... 3 TEIKNINGAR ORIENTERING TIDLEGARE UNDERSØKING FELT- OG LABORATORIEARBEID GRUNN- OG FUNDAMENTERINGSFORHOLD Geoteknisk kategori Profil Kryssing av dalen med Klettelva Grunnforhold Geoteknisk vurdering Profil Grunnforhold Geoteknisk vurdering Profil Kryssing av Hennelva Grunnforhold Geotekniske vurderingar Profil Småkupert myrlandskap Grunnforhold Geoteknisk vurdering Profil Fylling Grunnforhold Geotekniske vurderingar Profil Hennset (inkl. veg til eksisterande E39) Grunnforhold Geoteknisk vurdering Profil Grunnforhold Geotekniske vurderingar Skytebane Grunnforhold Geotekniske vurderingar VIDARE UNDERSØKINGAR/DETALJPROSJEKTERING REFERANSAR VEDLEGGSOVERSIKT Vedlegg 1A: Teikningsforklaring (for geotekniske kart og profiler) Vedlegg 2: Oversikt 1: Vedlegg 3: Borpunktoversikt Vedlegg 4: Kvartærgeologisk kart Vedlegg 5: Stabilitetsberekning ved Klettelva Region midt - Ressursavdelinga Berg- og geoteknikkseksjonen Side 3 av 10

5 Geoteknisk rapport nr TEIKNINGAR Teikningsnr. Målestokk Teikn. V01: Plan :2000 Teikn. V02: Plan :2000 Teikn. V03: Plan :2000 Teikn. V04: Plan :2000 Teikn. V05: Plan :2000 Teikn. V06: Plan :2000 Teikn. V07: Plan :2000 Teikn. V08: Tverrprofil :200 Teikn. V09: Tverrprofil :200 Teikn. V10: Tverrprofil :200 Teikn. V11: Tverrprofil :200 Teikn. V12: Tverrprofil :200 Teikn. V13: Tverrprofil :200 Teikn. V14: Tverrprofil :200 Teikn. V15: Tverrprofil :200 Teikn. V16: Tverrprofil :200 Teikn. V17: Tverrprofil :200 Teikn. V18: Tverrprofil :200 Teikn. V19: Tverrprofil :200 Teikn. V20: Tverrprofil :200 Teikn. V21: Tverrprofil :200 Teikn. V22: Tverrprofil :200 Teikn. V23: Tverrprofil Lokalveg Pr :200 Teikn. V24: Tverrprofil Lokalveg Pr :200 Teikn. V25: Tverrprofil Lokalveg Pr :200 Teikn. V26: Tverrprofil Veg til skytebane 1:200 Teikn. V27: Tverrprofil Skytebane 1:200 Teikn. V28: Relevante boringar frå Norconsult Ikkje målestokk Region midt - Ressursavdelinga Berg- og geoteknikkseksjonen Side 4 av 10

6 Geoteknisk rapport nr ORIENTERING Etter oppdrag frå plan- og prosjekteringsseksjonen i region midt, har Berg- og geoteknikkseksjonen i region midt utført grunnundersøkingar for ny E39 mellom Klettelva og Otneselva i Halsa kommune. Strekninga er ca.5 km ekskl. tilfartsvegar. Heile den planlagte vegstrekninga ligg under marin grense, som er ca Det kvartærgeologiske kartet frå NGU viser elveavsetning ved Klettelva og breelvavsetning ved Hennelva og Hennsetbekken, elles går veglinja stort sett over morene og berggrunn/tynn morene eller vegetasjonsdekke. Sjå vedlegg 4. Planlagt skogsbilvegnett er ikkje vurdert i denne rapporten, men det skal byggast med enklast mogleg standard (som skogsbilveg) og i den grad det skal prosjekterast kan det skje i detaljplanfasen. Plannivået er reguleringsplan. 2 TIDLEGARE UNDERSØKING Det er ikkje kjende geotekniske undersøkingar på strekninga frå tidlegare. 3 FELT- OG LABORATORIEARBEID Grunnundersøkingane omfattar 97 totalsonderingar samt prøvetaking i 9 punkt. Det er dessutan utført nærmare 100 myrsonderingar. Prøvene er analyserte ved vegvesenets laboratorium på Årø. Samla oversikt over plassering, bordjup og data for identifisering av boringane går fram av borpunktoversikt i vedlegg 3. Plassering av alle borpunkt er vist på planteikningane, V01-V07. Resultata frå totalsonderingane og prøveseriane går fram av tverrprofilteikningane, V08-V28. 4 GRUNN- OG FUNDAMENTERINGSFORHOLD 4.1 Geoteknisk kategori Etter NS-EN :2004+NA:2008 Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 1: Allmenne regler og NS-EN :2008 Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 2: Regler basert på grunnundersøkelser og laboratorieprøver er prosjektet plassert i geoteknisk kategori 2 (som tilsvarer prosjektklasse 2 etter NS3480). Skjema for val av geoteknisk kategori/konsekvensklasse/pålitelegheitsklasse er vist på side 2 i rapporten. Region midt - Ressursavdelinga Berg- og geoteknikkseksjonen Side 5 av 10

7 Geoteknisk rapport nr Nødvendig materialkoeffisient, γm, er sett til 1,4 for totalspenningsanalyse (su) og effektivspenningsanalyse (aφ) (Hb016 figur 0.3). Omfang av kontroll i dei ulike fasane er i utgangspunktet definert etter valt geoteknisk kategori og følgjande tabell frå handbok 016: Kontroll av Utførelse Grunnforhold Inspeksjon, enkle kvalitetskontroller, kvalitativ bedømmelse Befaring, registrering av jord og berg som avdekkes ved graving Geoteknisk kategori Grunnens egenskaper, arbeidsrekkefølge, konstruksjonens oppførsel Kontroll av egenskap til jord og berg i fundamentnivå Tilleggsmålinger der det er aktuelt: - av grunn og grunnvann, - arbeidsrekkefølgen, - materialenes kvalitet, - tegninger, - avvik fra prosjektering - resultat av målinger, - observasj. av miljøforh. - uforutsette hendelser Ekstra undersøkelser av jord og berg som kan være viktige for konstruksjonen Grunnvann Dokumentert erfaring Observasjoner/målinger Byggeplass Ikke krav til tidsplan Utførelsesrekkefølge angis i prosjekteringsrapport Overvaking Enkel, kvalitativ kontroll Måling av bevegelser på utvalgte Måling av bevegelser og analyser av punkt konstruksjon Hb016, fig Profil Kryssing av dalen med Klettelva. Plankart: Tverrprofil: Teikn. V01 Teikn. V08-V Grunnforhold Undersøkingane viser for det meste faste grusige massar. Ned mot kryssingspunkt med Klettelva er dei øvste 3-4 metrane laust lagra sandig siltig (og delvis leirig) material. Kornkurvene viser at hovudjordarten er grovsilt. Mellom profil 1900 og 2100 er det registrert 1-2 meter djup myr Geoteknisk vurdering Berg- og geoteknikkseksjonen vurderer at bru/ kulvert kan sålefundamenterast ca. i nivå +57. Stabilitet for fylling Ut frå undersøkingane for vestre tillaupsfylling (profil ) må vi ta høgde for at poreovertrykk kan forekomme, og fyllinga bør difor byggjast lagvis og i etappar, forslagsvis 3 lag, med minimum 2 månadars liggetid for lag 1 og 2. Fyllingshelling 1:2. Følgjande parametrar er brukte i stabilitetsberekningane; Lag Friksjonsvinkel, φ Attraksjon, a Udrenert skjerfastheit, S u Silt 30 5kPa 30 * ) Morene 36 5kPa - *) Vi har ikkje målte verdiar for udrenert skjerstyrke, men antar ein normal verdi Som det framgår av resultatet frå stabilitetsberekningane (vedlegg 5) er materialkoeffisient (γm) <1,4 når vi set inn poreovertrykk på 50 kpa i siltlaget (20-30% av last). Region midt - Ressursavdelinga Berg- og geoteknikkseksjonen Side 6 av 10

8 Geoteknisk rapport nr Setning for fylling Lastsituasjonen er forenkla til ei 10 meter brei stripelast og Jaky spenningsfordeling nedover (lastnedtrenging πb =30m). Trafikklast inngår ikkje. Jordparametrar er henta frå HB016, kap GW-nivå er anteke ca. i kote +60. Då det er tosidig drenering og sandige lag trur vi hovuddelen av setningane kjem i byggjetida. Lag Djup p 0 Δp(kPa) Mi(MPa) m δi(δp/mi) δp Δtot (m) Sandig silt ,013 0,063 0,073 Morene ,004 0,011 0,015 Morene ,002 0,004 0,006 0,094 Der δp =2/m x ( (p 0 +Δp/p a ) 0,5 (p 0 /p a ) 0,5 ), p a =100kPa, jf HB016 kap Profil Plankart: Tverrprofil: Teikn.V02-V03 Teikn. V Grunnforhold På grunn av vanskeleg tilkomst for borrigg er det ikkje utført boringar mellom profil 2100 og Det er observert berg i dagen frå ca. profil Mellom profil 2450 og 2550 (punkt ) er det registrert myrdjup på opptil 0,7 meter. Frå ca. profil 2550 er det truleg morene. Djupne til berg er litt vanskeleg å vurdere, men det er truleg under 5 meter. I profil 2950 er det i dei øvste 3 metrane avdekka einsgradert siltig sand. Dette er svært erosjonsutsett materiale, og god drenering er viktig Geoteknisk vurdering Det kan på strekninga bli noko arbeid knytt til utdrenering av myr mellom profil 2450 og Bortsett frå det, kan vegen byggast med skjeringshelling 1:2 (10:1). Ein viktig føresetnad er god drenering. Gravemasse av morene kan bli blautt i omrørt tilstand og dermed vanskeleg å leggje ut i fylling i vått ver. 4.4 Profil Kryssing av Hennelva. Plankart: Tverrprofil: Teikn. V03 Teikn. V13-V14, V Grunnforhold Grunnundersøkingane viser faste sandige og grusige massar over berg, 4-7 meter under terreng. Djupna til berg varierer frå 3-15 meter. Observasjonar viser at elva har grave seg ned til bergoverflata Geotekniske vurderingar Ein må med grunnlag i utførte undersøkingar kunne forvente at tilløpsfyllingar kan byggjast utan forbelastning eller andre tiltak, og at ny bru over Hennelva skal kunne sålefundamenterast på berg eller faste lausmassar. Detaljberekningar av fundamentstorleik, setningar etc høyrer med til detaljprosjekteringa. Region midt - Ressursavdelinga Berg- og geoteknikkseksjonen Side 7 av 10

9 Geoteknisk rapport nr Skjeringshelling 1:2 (10:1). Skråningshelling på fylling er avhengig av fyllmassen. Sjå hb018 fig Profil Småkupert myrlandskap. Plankart: Tverrprofil: Teikn. V04-V05 Teikn. V15-V Grunnforhold Grunnboringane viser at det er 3-7 meter faste sandige og grusige massar over berg fram til ca. profil Deretter er det grunnare og periodevis berg i dagen. Manuell stikking av myr viser djupner opp til 1 meter Geoteknisk vurdering Det er delvis sidebratt og utsprenging av fyllingsfot ei aktuell problemstilling, men i utgangspunktet kan skjeringar byggast med helling 1:2 (10:1). Skråningshelling på fylling er avhengig av fyllmassen. Sjå hb018 fig På dei relativt flate myrpartia over åsen er det spesielt viktig med god avrenning/drenering. 4.6 Profil Fylling. Plankart: Teikn. V Grunnforhold På grunn av vanskeleg tilkomst for borrigg er det ikkje grunnboringar på denne strekninga. Visuelle observasjonar tyder på at det er grunt til berg, men med noko lausmasse i flatare parti Geotekniske vurderingar Det er relativt sidebratt, så utsprenging av fyllingsfot kan bli aktuelt. Kontrollboringar må utførast i byggjefasen. Skråningshelling på fylling er avhengig av fyllmassen, men ikkje brattare enn 1:1,5, jf hb018 figur Profil Hennset (inkl. veg til eksisterande E39). Plankart: Tverrprofil: Teikn. V05-V06 Teikn. V19-V Grunnforhold Grunnundersøkingane viser at det er noko varierande geotekniske forhold på denne delstrekninga. Observasjonar før avkjøringa (fram til ca. profil 5100) viser at det er myrlendt, men også grunt til berg og strekningsvis berg i dagen. I sjølve kryssområdet viser sonderingar relativt faste sandige og grusige massar og 3-5 meter til berg. I området for planlagt fylling over Hennsetbekken (profil 5500) er det relativt laust lagra sandig (og leirig) silt ned til 5-10 meter under terreng, somme stader meir. I profil 5590 er det laust lagra ned til 13 meter under terreng (borhol 227). Grunnforholda for lokalveg ned til eksisterande E39 kan oppsummerast på følgjande måte: Profil 0-200: Fylling. 2-5 meter til berg. Relativt fast. Noko myr. Region midt - Ressursavdelinga Berg- og geoteknikkseksjonen Side 8 av 10

10 Geoteknisk rapport nr Profil : Skjering meter til berg.vekslande fastheit. Silt. Profil : Skjering. Sand/grus med god fastheit Geoteknisk vurdering Grunna sideskrått terreng god drenering spesielt viktig på denne delen. Utførte stabilitetsberekningar for fylling over Hennsetbekkravina (profil ) viser at stegvis oppfylling er nødvendig for å få god nok stabilitet. Det er for laust siltlag brukt same jordparametrar som for fylling ved Klettelva og same vurderingsmåte. Sjå kap.4.2 og vedlegg 5. Det er aktuelt med fleire undersøkingar i byggjeplanfasen, slik at vi får fram betre jordparametrar og større nøyaktigheit på krav til oppfylling og kontroll av setningar. Dette vil inngå i detaljprosjektering av kulvert eller bru for Hennsetbekken. For skjeringane på ny veg ned til eksisterande E39 kan det på grunn av siltinnhaldet vere fornuftig å redusere skjeringshellinga til 1:2,5-1:3 for å unngå erosjon. For fyllingsdelen nærmast ny E39 kan det bli noko utgraving av myr. 4.8 Profil Plankart: Tverrprofil: Teikn. V06-V07 Teikn. V Grunnforhold På grunn av vanskeleg tilkomst er det få boringar her. Frå 5600 til skogsveg ved ca. profil 6200 tyder visuelle observasjonar på at det er relativt grunt til berg (1-2 meter). Mellom er det kryssing av bekk, og vegen går i fylling. Boringar langs eksisterande veg (N31, N32) viser at det her er ca 10 meter til berg. Massane er faste. Lengre oppe i skråninga har bekken erodert ned til bergoverflata. Mellom bekke armane kan det observerast 5-10 meter høge ryggar av sand og grusmaterial. Frå ca. profil 6400 er det steinrik morene og rasmasse og relativt grunt til berg (1-3 meter). Det er fleire observasjonar av berg i dagen på oppsida av trase (langs skogsbilveg) Geotekniske vurderingar Det er delvis sidebratt og utsprenging/utgraving av fyllingsfot er ei aktuell problemstilling som må klarleggast i byggefasen. Skråningshelling på fylling er avhengig av fyllmassen, men ikkje brattare enn 1:1,5, jf hb018 figur Skytebane Plankart: Tverrprofil: Teikn. V02 Teikn. V26-V Grunnforhold Det er for skytebanevollane gjort ei rekke myrsonderingar. Dei er numrerte frå og Myrdjupna er på det meste drygt 2 meter. Region midt - Ressursavdelinga Berg- og geoteknikkseksjonen Side 9 av 10

11 Geoteknisk rapport nr Geotekniske vurderingar Veg mot skytebanen er planlagd under ny bru over Klettelva. For fundamentering av brua, må ein masseutskifte ned til fast grunn på ca. kote +57, så vegen vil få eit godt fundament på sprengsteinsfylling. Når det gjeld planlagte vollar på skytebane, så kan dei byggjast som prosjektert etter fjerning av myrmassar. Det er avgrensa krav til massane i desse, men det vil vere normale krav til lagtjukne og drenering av laga. Vi viser til krav og tilrådingar i handbok 018 og VIDARE UNDERSØKINGAR/DETALJPROSJEKTERING Det vil i byggjeplanfasen vere aktuelt med fleire undersøkingar for meir eksakte vurderingar av fyllingar ved Klettelva (profil 1650) og Hennsetbekken (profil 5400). Med tanke på knusing til bruk i overbygning, er det behov for å kartleggje kvaliteten på berg i veglinja. Tidlegare testing av bergmaterial i området (Pukk-databasen, NGU) tyder på at berget kan brukast i forsterkingslag, men ikkje til berelag og dekke. Meir testing må utførast før ein kan konkludere på dette. 6 REFERANSAR NS-EN :2004+NA:2008 Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 1: Allmenne regler NS-EN :2008 Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 2: Regler basert på grunnundersøkelser og laboratorieprøver Norconsult (2012): E39 Valsøy-Klettelva. Kommunedelplan. Datert Statens vegvesen (2012): Grunnforsterkning, fyllinger og skråninger. Håndbok 274. Statens vegvesen (2011): Vegbygging. Håndbok 018. Statens vegvesen (2010): Geoteknikk i vegbygging. Håndbok 016, 6.utgave. Statens vegvesen (2005): Laboratorieundersøkelser. Håndbok 014. Statens vegvesen (1997): Feltundersøkelser. Håndbok 015. Statens vegvesen (1992): Geoteknisk opptegning. Håndbok 154. Region midt - Ressursavdelinga Berg- og geoteknikkseksjonen Side 10 av 10

12

13

14

15

16 Vedlegg 2 E39 Klettelva-Otneselva Oversiktskart vedlegg 2 Målestokk 1:50000 Statens vegvesen

17 Borpunktliste Vedlegg 3

18

19

20

21

22

23 Vedlegg 5 Su analyse utan poreovertrykk, Fc=1,56. Pr.1650

24 Su analyse med ca 30% av fyllingslast i poretrykk (50kPa). Fc=1,35.

25 A-fi analyse utan poreovertrykk, Fc-fi=2,77.

26 A-fi analyse med poreovertrykk 30% av last Fc-fi=1,91!!

27 Su analyse utan poreovertrykk Profil 5400

28 Su analyse med ca. 30% av fyllingslast i auka poretrykk. Profil 5400

29 Teikningar

30

31 Berg i dagen

32 Berg i dagen

33 Berg i dagen

34 Berg i dsgen Berg i dagen Berg i dagen

35 Berg i dagen

36 Berg i dagen Berg i dagen

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57