FINNEIDFJORD UNDERSJØISKE RAS MULIGE KONSEKVENSER. av Arild Sleipnes geotekniker Statens vegvesen region Nord

Transkript

1 FINNEIDFJORD UNDERSJØISKE RAS MULIGE KONSEKVENSER av Arild Sleipnes geotekniker Statens vegvesen region Nord

2 NGU kartlegging av Sørfjorden 1998

3

4

5

6 Beskrivelse av sjøbunnen og tidligere rasaktivitet Sjøbunnen skråner med en relativt jevn helning ut fra land og ut til en flat fjordbunn omtrent på kote -55 til -60. Typiske helninger av sjøbunnen ligger mellom 1:4 til 1:5 Mange spor etter tidligere rasaktivitet på sjøbunnen. Svært sannsynlig at deler av denne aktiviteten har sammenheng med tidligere anleggsarbeider i Storkleiva ca Men det er også spor av tidligere rasaktivitet av ukjent alder

7 Fjellskjæring i Storkleiva under uttaking 9. august De første mindre utglidningene i juni og først i august har allerede skjedd.

8 Strandsonen utenfor Storkleiva 22. juni Det ligger mye sprengtstein i og ned mot strandsonen som er sprengt ut/fylt ut i forbindelse med anleggsarbeidene. En kan også i skråningen se restene av den ødelagte halvbrua.

9 Utglidning i strandlinje nedenfor Storkleiva trolig 7. eller 8. august 2006

10 Utglidning nedenfor fjellskjæring 14. august 2006

11

12 Profil rasgrop

13 Ny utglidning i strandsonen 3. november 2006

14 Ny utglidning i strandsonen 3. november 2006

15

16

17 Profil 1755 ny rasgrop

18 Profil 1845 ny rasgrop

19 Hendelsesforløp av utglidninger 2006 Første utglidning ved Storkleiva 15. juni på østsiden av fjellrygg Utglidninger på vestsiden av fjellryggen 7. eller 8. august Utglidning 14. august Siste utglidning videre vestover mot Kleivneset skjedde 3. november

20 Volumberegninger av utglidninger Ut fra de forskjellige bunnkotekartleggingene har vi foretatt volumberegninger av hvor mye masser som har rast ut/forsvunnet mellom de forskjellige kartleggingene. 1. Sjøbunnskartlegging 19. mai Sjøbunnskartlegging 28. august Sjøbunnskartlegging 8. november 2006 Rastidspunkt Sjøbunnskartlegging Volumberegning m 3 Fra Profil Til profil Juni/august november De reelle volumene utraste masser er sannsynligvis heller noe større enn mindre da beregningsmetoden tilsier at rasmasser som ligger igjen særlig i nedre deler av disse rasområdene vil komme til fratrekk i beregning av rasvolumer.

21 Grunnforhold for sjøbunn i rasområdet og utenfor Kleivneset De registrerte løsmassemektighetene varierer mellom 2.5 og 13.4 meter ved de nye boringene. Alle disse boringene viser løst lagrede masser og de har alle stoppet mot faste underliggende, antatte morenemasser. For prøveserien i hull 861 er det øverst registrert et ca. 1 meter tykt lag av leirig sand. Leirmassene er lite til middels sensitive, middels til meget plastiske og har typiske skjærstyrkeverdier mellom 10 og 15 kpa. Kun i dybde fra ca. 2 til 3 meter under sjøbunnen for hull 861 er det registrert kvikke masser (kvikksilt). For prøven i hull 865 (i bunnen av rasgropa) er det ikke registret tilsvarende kvikke masser.

22 Stabilitetsberegninger Masteroppgave Omari Kibwana, NTNU Plaxis Slide Statens vegvesen region Nord Plaxis GPS (GPS Excel) GeoSuiteStability

23

24 Masteroppgave ved NTNU Etterregning av situasjonen før rasene med antatte styrkeverdier særlig for aφ. Viser relativt lave sikkerheter mot utglidninger for sjøbunnen i dette området

25 Profil 1 fra strandlinje på Kleivneset til fjordbunn Ca. 6 til 11 meter tykt lag av leire over faste masser i denne sjøbunnskråningen. Topplag av sandmasser i hvert fall i øvre del av skråningen.

26 Sjøbunn i rasområde og utenfor Kleivneset Stabilitetsforhold naturlig sjøbunnsskråning fra kt. -10 til fjordbunn En overslagsmetode gir materialfaktorer på henholdsvis 0.91 (s u ) og 1.87 (aφ) for en glideflate mellom kt. -10 og -41. Glideflaten ligger i størrelsesorden 8 meter under sjøbunnen. Gjennomsnittlig helning av sjøbunnen er 1:4.2. Beregningsprogram Beregningsmetode Materialfaktor, γ m Merknad Plaxis aφ 2.18 s u 1.05 GPS Excel aφ 2.07 Regnet med effektiv densitet og s u 1.06 uten poretrykk Jakobine aφ 2.04 Regnet med effektiv densitet og s u 1.12 uten poretrykk GS Stability aφ 2.00 s u 1.08

27 Sjøbunn i rasområde og utenfor Kleivneset Stabilitetsforhold naturlig sjøbunnsskråning fra marbakkanten til fjordbunn Beregningsprogram Beregningsmetode Materialfaktor, γ m Merknad GPS Excel aφ 2.10 Regnet med effektiv densitet og s u 1.10 uten poretrykk Jakobine aφ 2.08 Regnet med effektiv densitet og s u 1.10 uten poretrykk GS Stability aφ 2.11 s u 1.11

28

29 Profil 2 gjennom rasgrop av 3. november Rv808

30 Vurdering av mulige årsaker for ras juni/august 2006 Ut fra det som er framkommet om hvor mye sprengtstein som er lagt/sprengt ut ned om i strandsonen i området som er omfattet av rasaktiviteten i juni og august 2006 anser vi at det er en klar sammenheng mellom anleggsarbeidene og disse utglidningene. Vi vil i hovedsak tro at utglidningene skyldes at de bløte og løst lagrede løsmassene i og utenfor strandsonen er belastet med betydelige tilleggslaster på grunn av utfyllingene som igjen har ført at sjøbunnen har blitt ustabil. Vi kan ikke heller se bort fra at rystelsene fra fjellsprengningene har kunnet ført til utglidningene i hvert fall dersom stabilitetsforholdene i sjøbunnsskråningen i utgangspunktet var svært anstrengte enten som en følge av utfyllingene eller at forholdene i utgangspunktet var slik.

31 Sprenging før siste ras

32 Vurdering rystelser fra sprengning av fjellskjæring som mulig rasårsak Konklusjonene på etterberegningen viser at en med de oppgitte ladningsmengden pr. tenner (enhetsladning) og avstand fra sprengingssted til utglidningen den 3. november ligger klart under de terskelverdiene som anses nødvendig for å kunne påvirke leirmasser i en slik grad at en utglidning eventuelt kan skje. Vi har derimot ikke noe grunnlag for å kunne vurdere om de aktuelle rystelsene kunne være tilstrekkelige til å utløse tilsvarende utglidninger/flyteskred i sand-/siltmasser. Det kan også påpekes at alt tyder på at sjøbunnen i det dette rasområdet hadde et tynt lag av silt/sand øverst. Et slik silt- /sandlag er også påvist i prøven i hull 861 som ligger ca. 80 meter ut fra den vestre begrensningslinjen for raset.

33 Vurdering av mulige årsaker for ras 3. november 2006 Ut fra de forskjellige sjøbunnskartleggingene synes det som om det er 2 aktuelle utløsningsmekanismer for raset 3. november: 1. Utglidningen startet i leirmasser i marbakkanten i en eller begge av de to markant dyprennene i dette rasområdet med en videreutvikling over større områder derfra. 2. Utglidningen startet som et overflateras der et tynt lag av silt-/sandmasser raste ut i store deler av rasgropa. Det skjedde deretter en videreutvikling av raset ned i leirmassene i deler av rasgropa (de mer markante dyprennene). Dette tynne overflatelaget var sannsynligvis ikke tykkere enn ca. 1 meter.

34 Mulige konsekvenser Strengere krav til hvordan fjellskjæringer sprenges ut og hvor steinmassene plasseres midlertidig i områder med dårlige grunnforhold I den grad dette er mulig må slike forhold vurderes på forhånd men utfordrende å kunne forutse hvordan steinmasser fra sprengninger håndteres i en hektisk anleggsperiode særlig der det i tillegg er krav på hvor lenge den eksisterende vegen kan holdes stengt. Dette forutsetter også i så fall at det må utføres grunnundersøkelser i hvert fall i områder hvor det forventes at det kan være bløte løsmasser utenfor større fjellskjæringer Tror at det er mindre sannsynlig at kun sprengningsrystelser utløser slike utglidninger i hvert fall i leirmasser, men en må også vurdere å sette krav til tillatte rystelser i slike løsmasseområder.