Første utkast Alberto Montafia Olav Årbogen Arne Vik REV. DATO BESKRIVELSE UTARBEIDET AV KONTROLLERT AV GODKJENT AV

Transkript

1 NOTAT OPPDRAG Industritomt Monstad DOKUMENTKODE RIG-NOT-001 EMNE TILGJENGELIGHET Åpen OPPDRAGSGIVER Åfjord kommune OPPDRAGSLEDER Olav Årbogen KONTAKTPERSON Magne Silseth SAKSBEH Alberto Montafia KOPI ANSVARLIG ENHET 3012 Midt Geoteknikk SAMMENDRAG Multiconsult AS er engasjert av Åfjord kommune for å vurdere muligheten for å istandsette ei tomt på Monstad i Åfjord hvor Norgesskjell AS ønsker å etablere seg. I denne forbindelse har Multiconsult gjennomgått tidligere aktuelle geotekniske rapporter og utført supplerende grunnundersøkelser. Den aktuelle tomta ligger på et fjærområde ved Sjøvegen på Monstad, nordvest for Østre Strandaunskjæret. Tomten avgrenser et tidligere oppfylt område og en sjeté. Sjøbunnen der hvor det planlegges å opparbeide tomta ligger gjennomsnittlig på kote -1,0. Dybde til berg varierer en del over området. SINTEF har utredet områdets stabilitet med tanke på kvikkleireras fra land ut mot fjæreområdet og har funnet tilfredsstillende sikkerhet mot kvikkleireras i dette tilfellet. Multiconsult mener at et eventuelt ras som går i marbakken ikke vil kunne påvirke den aktuelle tomta. På nåværende tidspunkt er stabiliteten av sjetéen god nok til å tilfredsstille kravene som NVE stiller. Imidlertid er det planlagt omfattende fyllingsarbeider som vil belaste grunnen ytterligere og derfor må det stilles krav til utførelse av fyllingsarbeider. Med forbelastet grunn kan det forventes setninger over hele tomta i størrelsesorden 25 cm. Forbelastningen må ligge minst 6 måneder før bygging av industribygg kan iverksettes. Det er imidlertid setningsmålinger som vil avgjøre når oppføring av bygget for Norgesskjell kan påbegynne Første utkast Alberto Montafia Olav Årbogen Arne Vik REV. DATO BESKRIVELSE UTARBEIDET AV KONTROLLERT AV GODKJENT AV MULTICONSULT Sluppenveien 15 Postboks 6230 Sluppen, 7486 Trondheim Tlf NO MVA

2 1 Innledning Multiconsult AS er engasjert av Åfjord kommune for å vurdere muligheten for å istandsette ei tomt på Monstad i Åfjord hvor Norgesskjell AS ønsker å etablere seg. I denne forbindelsen har Multiconsult gjennomgått tidligere aktuelle geotekniske rapporter og utført supplerende grunnundersøkelser for å kartlegge grunnforhold og dybde til berg. Foreliggende notat gir en beskrivelse av den aktuelle tomtas opparbeidelse, med bakgrunn i resultater av utførte stabilitetsberegninger og vurderinger. 2 Grunnlag Følgende geotekniske rapporter er lagt til grunn for våre vurderinger: Tabell 2-1: Oversikt over relevante geotekniske rapporter for aktuell tomt Nr. Kilde Rapport; Oppdragsgiver Navn Datert 1 SINTEF Notat ; Statkraft AS 2 SINTEF Rapport ; Statkraft AS 3 Multiconsult RIG-NOT-001; Statkraft Agder Energi Vind DA Vurdering av stabilitet i kvikkleiresonen 1087 Strandaune, Monstad, Åfjord. Grunnundersøkelser ved Monstad; Åfjord kommune Vurdering av utbyggingsområde, forslag til grunnundersøkelser 08/08/ /06/ /11/ NOTEBY ; Åfjord kommune Grunnundersøkelser og geoteknisk vurdering 03/02/1998 Referanser til ovennevnte rapporter er oppført på slutten av foreliggende notat. I tillegg er følgende tegninger/dokumenter tatt inn i grunnlaget: Tabell 2-2: Oversikt over øvrig relevant grunnlag for aktuell tomt Nr. Kilde Dokument Navn Datert 5 SeaScan Kart Sjøbunnskart Monstad Åfjord 25/09/ SeaScan Tegning Monstad Åfjord, Sub bottom profiling. Dybde til reflektor nr. 1 7 SeaScan Tegning Monstad Åfjord, Sub bottom profiling. Dybde til reflektor nr. 2 25/09/ /11/ RIG-NOT desember 2014 / Revisjon 00 Side 2 av 7

3 3 Terreng- og grunnforhold 3.1 Områdebeskrivelse og topografi Den aktuelle tomta ligger på et fjærområde ved Sjøvegen på Monstad, nordvest for Østre Strandaunskjæret som vist i Figur 3-1. Tomten avgrenser et tidligere oppfylt område mot nordøst og mot nordvest. Den sørøstre grensen av tomta er en sjeté bygd i 2009 som danner en forbindelse mellom Østre Strandaunskjæret sørvest for tomta og fastlandet. Kote topp sjeté varierer mellom +1,0 og +1,5 (høydesystem NN2000). Figur 3-1: Tomtas beliggenhet på Monstad Sjøbunnen der hvor det planlegges å opparbeide tomta ligger gjennomsnittlig på kote -1,0. Marbakken sørøst for tomta ligger ca m fra sjetéen, og sjøbunnen på toppen av marbakken er på ca. kote -3,0. Marbakken selv er ca. 20 m høy. 3.2 Grunnforhold løsmasser Løsmassene på området består i all hovedsak av leire og siltig leire. I sin antatt uforstyrrede tilstand viser leira ganske lave skjærstyrkeverdier. Det må imidlertid påpekes at tilgjengelige prøveserier (hentet fra rapport /5/) viser en ganske høy grad av prøveforstyrrelse, som har påvirket de målte verdiene. Leira i flere borpunkt nordvest, vest og sørvest for aktuelt område er funnet å vise en omrørt skjærfasthet under 2,0 kpa, og derfor kan den klassifiseres som sprøbruddsmateriale hvis sin sensitivitet (forholdet mellom målt skjærstyrke i uforstyrret og omrørt tilstand) er lik eller høyere enn 15. Ved flere borpunkt er det også påvist kvikkleire (borpunkt med prøveserier). På selve tomta viser tidligere sonderinger veldig bløte masser som kan mistenkes for å være kvikkleire eller sprøbruddsmateriale ned til ca. kote -10,0. Nedre grense til antatte bløte masser ligger noen få metere lavere mellom den planlagte tomta og Østre Strandaunskjæret (ca. kote - 13,0). Under topplaget av bløt leire viser grunnundersøkelsene økende sonderingsmotstand, som tyder på at leirmassene ikke har kvikk oppførsel. Siden sjetéen ble bygd i 2009, kan det antas at leira under fyllingen har konsolidert seg noe og er dermed fastere enn den opprinnelig var (før fyllinga ble utført) RIG-NOT desember 2014 / Revisjon 00 Side 3 av 7

4 3.3 Grunnforhold Berg Dybde til berg varierer en del over området. Østre Strandaunskjæret er den synlige delen av en bergrygg som går i retning sørvest-nordøst. Sjetéen er bygd omtrent over ryggen, og løsmassemektigheten under sjetéen varierer nå mellom 2 og 4-5 m. Nye og tidligere sonderinger, vist plasseringsmessig i tegning RIG-TEG-001, viser at berghorisonten danner en slags skål i sørvestre del av den planlagte tomta. Her antas dypeste bergnivå å ligge ca. 35 m under terreng/sjøbunn. Det vises til tegning RIG-TEG-100 for en tolkning av bergforløpet i profilene vist i tegning RIG-TEG Vurdering av områdets stabilitet 4.1 Områdevurdering SINTEF har utredet områdets stabilitet med tanke på kvikkleireras fra land ut mot fjæreområdet. Det er funnet tilfredsstillende sikkerhet mot kvikkleireras i dette tilfellet, men risiko for ras i sjøen som kan true området er ikke vurdert i SINTEF`s notat (ref. /2/). Figur 4-1: Plassering av profilene SINTEF har beregnet stabilitet i (kilde: SINTEF Notat ) I kapittel 4.5 i NVEs veileder 7/2014 (ref. /1/) er det foreslått å avgrense løsneområdet til 15 ganger skråningshøyde, målt fra fot marbakke, der hvor terrenget har en jevn helning brattere enn 1:15. Med en slik betraktning vil sjetéen ikke havne innenfor løsneområdet, både fordi sjøbunnen bak marbakken er tilnærmet flat og fordi sjetéen ligger på en større avstand fra marbakken. Det betyr at et eventuelt ras som går i marbakken ikke vil kunne påvirke den aktuelle tomta. 4.2 Stabilitetsberegninger for sjeteen Sjetéens lokalstabilitet på nåværende tidspunkt er utgangspunktet for en framtidig opparbeidelse av tomta for Norgesskjell. Det er valgt å beregne sjetéens stabilitet med følgende forutsetninger: Løsmassemektighet under sjetéen varierer mellom 3 og 5 m. Leirmassene under sjetéen er fastere enn de andre leirmassene siden de har en høyere prekonsolidering. Det velges derfor konstante skjærstyrkeverider på c ua =15 kpa og c ua =10 kpa for leira henholdsvis under og utenfor sjeteén RIG-NOT desember 2014 / Revisjon 00 Side 4 av 7

5 Direkte- og passivstyrkekoeffisienter (forholdene c ud /c ua og c up / c ua ) settes henholdsvis til 0,67 og 0,35. Stabilitetsberegninger tar hensyn til 4 ulike situasjoner: 1. Dagens tilstand, 3 m løsmasser under sjetéen. 2. Dagens tilstand, 5 m løsmasser under sjetéen. 3. Opparbeidet tomt, 3 m løsmasser under sjetéen. 4. Opparbeidet tomt, 5 m løsmasser under sjetéen. Alle de ovennevnte tilfellene er beregnet i både total- og effektivspenningsanalyse for å ta hensyn til tidseffekter. Materialparametere benyttet i beregningene er oppsummert i tabellen: Tabell 4-1: Oppsummering av materialparametere Material/Lag c ua [kpa] tanφ [-] a [kpa] Fylling (sprengstein/blokker) - 0,93 0 Leire under sjeté 15 0,45 5 Leire utenfor sjeté 10 0,45 5 Beregninger er utført med programmet GeoSuite Stability, versjon Tabellen under oppsummerer beregningsresultater: Tabell 4-2: Oppsummering av beregningsmessig stabilitet Beregning nr. γ m ADP γ m a-φ Merknader 1 1,92 3,84-2 1,62 3,49-3 >5 >6,0 Forutsetter at brudd går i fyllmasser pga fiberduk (ref RIG-TEG-500) 4 >5,0 >6,0 Forutsetter at brudd går i fyllmasser pga fiberduk (ref RIG-TEG-500) På nåværende tidspunkt er stabiliteten av sjetéen god nok til å tilfredsstille kravene som NVE stiller. Imidlertid er det planlagt omfattende fyllingsarbeider som vil belaste grunnen ytterligere. Det må stilles krav til utførelse av fyllingsarbeider for å ivareta den lokale stabiliteten under og etter arbeidene. 5 Fylling av aktuelt område Fylling av aktuelt tomt må utføres trinnvis, se også tegning RIG-TEG-500 som illustrerer prinsippene som beskrives nedenfor. Først må det legges ut en strekkfast fiberduk. Denne legges rett over sjøbunnen og syes sammen i skjøtene. Over duken må det legges et ca. 20 cm tykt lag pukk med fraksjon tilpasset valgt duk. Duken må ha nominell strekk kapasitet (korttids kapasitet) lik 150 kn/m. Over pukklaget kan det fylles med kvalitetsmasser, for eksempel samfengt sprengstein. Største steiner må tilpasses lagtykkelsene som vil være på 1,0 meter, kfr. NS 3458:2004 (ref. /6/). Etter at pukklaget på ca. 20 cm er påfylt, forutsettes videre fylling slik der hvert lag legges ut fra øst mot vest: RIG-NOT desember 2014 / Revisjon 00 Side 5 av 7

6 1. Fyllingstrinn 1 Som beskrevet i tegning RIG-TEG-500, kan det fylles over underlaget i første omgang opp til kote +0,0 (trinn 1) over hele aktuelt område. Laget avsluttes minst 3 meter fra ytterkanten av utlagt fiberduk og armeringsnett mot vest. Mot sør fylles det mot eksisterende sjeté. Komprimeringen av dette laget forutsettes utført med belting av gravemaskin. 2. Fyllingstrinn 2 Når første fyllingstrinn er fullført, kan det fylles videre opp til kote +1,0. Dette fyllingstrinnet avsluttes i vest minimum 4 meter innenfor kanten av 1. fyllingstrinn. Mot sør fylles det mot eksisterende sjeté. Komprimering utføres med vibrovals med energi tilpasset massene og 1 meter lagtykkelse. Ytterste del mot fyllingsavslutning komprimeres med redusert energitilførsel. 3. Fyllingstrinn 3 Når fyllingstrinn 2 er utført, kan det fylles videre opp til kote +2,0. De ytterste 5 meterne av dette trinnet mot vest legges på kote +1,5. Mot sør fylles inntil eksisterende sjeté, men ikke over. 4. Fyllingstrinn 4 Ved siste trinn (trinn 4) kan det fylles opp til kote +3,0. Laget avsluttes minst 3 meter innenfor kanten av 3. fyllingstrinn. Bratteste tillatt helning for skråninger i fyllmasser er 1:1. Der nivåforskjellene overstiger 1 meter, legges skråningene med helning 1:1,25. 6 Klargjøring av byggetomt 6.1 Generelt Når det gjelder bruk av området til bygging, så vil setningsforholdene være utfordrende. På grunn av fyllmassene må det påregnes setninger i strørrelsesorden 2-4 cm setning på meter løsmasse under fyllinga. Noe av dette vil påløpe i løpet av oppfyllingsperiode. Løsmassemektigheten varierer mye over tomta, og er minst i øst og nærmest sjetéen. 6.2 Byggeplaner Norgeskjell planlegger å oppføre et bygg på m 2, med mål 60 x 20 meter. Hvis dette bygget skal bygges like etter oppfylling, må det pelefundamenteres på grunn av setningsforholdene på området. Hvis bygging kan utstå en tid etter oppfylling av tomta, anslagsvis 6-12 måneder, så kan det være mulig å fundamentere et lett industribygg direkte på grunnen forutsatt at byggetomta forbelastes. 6.3 Setningsforhold Med plassering som vist på tegning RIG-TEG-001, vil det være inntil ca. 10 m løsmasser under fyllingen på det meste (langs nordre langvegg). Et grovt estimat på setninger der er ca. 25 cm. Skjevsetninger kan bli inntil ca. halvparten av dette, så det er uaktuelt å direktefundamentere bygget her uten at tiltak iverksettes. Signaler vi har mottatt fra Norgesskjell v/ivar Koteng er at de kan tenke seg å vente en periode til bygging hvis de kan spare pelekostnader RIG-NOT desember 2014 / Revisjon 00 Side 6 av 7

7 7 Grunnforsterkning 7.1 Generelt/metode Vår vurdering er at det mest kostnadseffektive tiltaket er å forbelaste byggetomta en periode for bygging iverksettes. Dette gjøres best ved å benytte samfengt sprengstein som etter forbelastning enten flyttes til nytt forbelastningsområde, eller legges eventuelt i fylling på vestre del. 7.2 Setningsmålinger Før forbelastningen legges på må det etableres 5 setningsmålepunkt på fyllinga. Disse etableres ved at grovt armeringsjern sveises fast på stålplate med sidekanter ca. 50 cm. Der platene settes må det avstrøs med pukk og komprimeres slik at platene settes på et jevnt underlag. Armeringsjernet må stikke opp over forbelastningsmassen slik at målinger kan utføres jevnlig. Et stålrør bør tres på armeringsjernet for å beskytte det mot steinmassene, og det kan være hensiktsmessig å fylle pukk helt inntil disse punktene. Målepunktene bør plasseres ut mot hvert hjørne av planlagt bygg og et punkt midt i bygget. Målepunktene må etableres umiddelbart etter at siste fyllingtrinn er ferdig der målene skal stå. Måling må starte like etter montering og det måles en gang pr. uke den første tiden. Etter hvert som resultatene fremkommer og blir vurdert, vil vi også vurdere eventuell annen frekvens på målingene. 7.3 Forbelastning Topp forbelastning må holdes 7 meter innenfor fyllingskanten på kote +3,0 for å unngå ustabilitet mot sjetéen. Forbelastningen må føres minimum 5 meter utenfor bygget på alle sider. Ytterst mot sjetéen legges opp 1,5 m fylling jevnt stigende til 2 m innenfor nordre langvegg. Det må i utgangspunktet påregnes at forbelastningen må ligge minimum 6 måneder, men det er setningsmålingene som vil være avgjørende for når bygging kan iverksettes, sammenholdt med hvor store setningstoleranser bygget vil ha med hensyn på skjevsetninger. 8 Sluttbemerkning Det forutsettes at arbeidstegningen skal gjennomgås av entreprenør sammen med prosjekterende i oppstartsmøte før arbeidene igangsettes. 9 Referanser /1/ NVE kvikkleireveileder 7/2014, «Sikkerhet mot kvikkleireras» (april 2014) /2/ SINTEF Byggforsk, pr. n , notat «Vurdering av stabilitet i kvikkleiresonen 1087 Strandaune, Monstad, Åfjord» (08. august 2014) /3/ SINTEF Byggforsk, rapport SBF2014F0187 «Grunnundersøkelser ved Monstad, Åfjord kommune» (12. juni 2014) /4/ Multiconsult AS, notat RIG-NOT-001 «Vurdering av utbyggingsområde, forslag til grunnundersøkelser» (30. november 2012) /5/ NOTEBY AS, rapport «Grunnundersøkelser og geoteknisk vurdering» (3. februar 1998) /6/ Norsk Standard NS 3458:2004 «Komprimering. Krav og utførelse» (1. oktober 2004) RIG-NOT desember 2014 / Revisjon 00 Side 7 av 7

8

9

10