R HEGGSTAD SØNDRE. Områdestabilitet

Transkript

1 R HEGGSTAD SØNDRE. Områdestabilitet STABILITETSBEREGNINGER FOR DAGENS TILSTAND STAVSET STUBBAN SAUPSTAD TILLER KLETT Rev. C

2

3 2 1. INNLEDNING 1.1 Prosjektet Prosjektet omfatter både reguleringsområdet Heggstad Søndre og Heggstadmoen avfallsanlegg. Heggstad Søndre ligger innenfor kvikkleiresonene 435 Heggstadrønningen og 436 Heggstad, som begge er klassifisert i middels faregradsklasse på NVEs kvikkleirekart. Utstrekning av reguleringsområdet Heggstad Søndre er vist med stiplet strek på tegning 102. I forbindelse med regulering og utbygging må det dokumenteres at begge kvikkleiresoner har tilstrekkelig sikkerhet mot kvikkleireskred ihht NVE retningslinje , ref. /1/, til at Heggstad Søndre kan benyttes til næringsformål. Rambøll Norge AS har gjort omfattende geotekniske vurderinger for avslutning av Heggstadmoen avfallsanlegg og for nødvendige sikringstiltak i Heggstadbekken i den forbindelse, ref. /2/ og /3/. Rambøll Norge as hadde ikke som oppgave å vurdere områdestabilitet for kvikkleiresonene eller å vurdere om ras i Heggstadrønningen kvikkleiresone kunne påvirke avfallsfyllingen. I etterkant av Rambøll-prosjektet er det fremmet planer om å bygge gjenbruksstasjon på den eldre delen av avfallsfyllingen. Stasjonen, et tiltak i kategori K3, vil bli liggende i kvikkleireområdet. Det endrer forutsetningene som lå til grunn for Rambølls utredninger for avslutning av fyllingen, et tiltak i kategori K2. Vurdering av områdestabilitet og mulige stabilitetsforbedrende tiltak skal gi grunnlag for å bestemme hvilket formål arealene på Heggstad Søndre og Heggsstadmoen avfallsanlegg kan brukes til i fremtiden. 1.2 Oppdrag Geoteknisk faggruppe fikk i oppdrag av Ole Ivar Folstad å gjøre en vurdering av områdestabilitet for Heggstad og Heggstadrønningen kvikkleiresoner. Det skal også vurderes hvilke tiltak som er nødvendig for å oppnå forbedring eller 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 eller ikke. I henhold til NVE retningslinje, er det nødvendig med uavhengig kontroll av geoteknisk beregningsgrunnlaget og stabilitetsutredning for de to kvikkleiresonene. NGI har utført 3. partskontroll, ref. /13/, av denne rapporten. NGI Trondheim kontrollerte og godkjente rapporten. NGIs kontroll er oppsummert i notat TN rev Utbredelse av sprøbruddleire Det er påvist mye kvikkleire i området som er preget av tidligere skredaktivitet, se figur 1 med NVEs kartlagte kvikkleiresoner. I forbindelse med utredning av områdestabilitet er utbredelse av sprøbruddleire grundig kartlagt. Vurderingen er basert på Rambølls kart som viser utbredelse av kvikk og sensitiv leire, rapport/tegning /901, og supplerende undersøkelser etter den tid. Det er tegnet et nytt kart for begge kvikkleiresonene som viser utbredelse av sprøbruddleire, tegning 499. Her skilles det mellom: Sprøbruddleire påvist i prøve (rød) Antatt sprøbruddleire på grunnlag av utførte sonderinger (oransje) Ikke sprøbruddleire (grønn)

4 Ingen tidligere undersøkelser / ikke tilgang til rapporter 3 Figur 1:NVEs kartlagte kvikkleiresoner i Heggstadområdet 2. STABILITETSBEREGNINGER 2.1 Generelt Dagens tilstand tilfredsstiller ikke de krav til materialfaktor som NVE retningslinje stiller. Beregnede materialkoeffisientene kan være så lave som m =1,00. Laveste sikkerhet har skråningene mot Søra, der Statens vegvesen planlegger ny gang- og sykkelveg, ved jernbaneskjæringa like sør for den naturlige dolpa, og nord i område ved Heimdalsvegen 88. For å tilfredsstille krav i NVE retningslinje er det nødvendig å gjennomføre stabiliserende tiltak for å oppnå tilstrekkelig sikkerhet. Med en beregnet materialkoeffisient i størrelsesorden m = 1,00-1,4, vil det medføre et krav om gjennomføring av tiltak som gir en prosentvis forbedring i størrelsesorden 0-10 % for faregradsklasse lav og 0-15% for faregradsklasse middels. Stabilitetsberegningene er utført i flere omganger, med et større søkeareal for senter av kritiske skjærflater som utgangspunkt. Det er så brukt mindre søkearel i områder der senter av mest de mest kritiske bruddflater befinner seg. En økt antall bruddflater er valgt for å sikre at det mest kritiske bruddflate er funnet. I tillegg er det gjort en vurdering av andre mulige bruddflater (ikke sirkulære) men uten å finne en mer kritisk bruddflate. Dette virker naturlig, hvis man tenker på lagdelingsgeometri i området (det foreligger ikke noen tynne kvikkleirelag eller forholdsvis grunt fjell i området). Der det tas hensyn til 3D effekter er materialkoeffisienten også beregnet i plan tilstand for å vurdere effekten av en 3D bruddflate på beregnet materialfaktor.

5 4 I profiler A, del 2, C, og D er det beregnet 2 materialkoeffisienter, en for hver retning. 2.2 Profiler Profil A, del 1 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er det lagt inn en 3D faktor lik 0,02. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,42, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,83. Stabiliteten er tilfredsstillende både på totalspenningsbasis og effektivspenningsbasis. Profil A, del 2 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Materialkoeffisienten er beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,08, og 1,21, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,61, og 1,51. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis for 2 av skråningene i profilet. Profil B Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er det lagt inn en 3D faktor lik 0,02. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,28, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,73. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil C Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er det lagt inn en 3D faktor lik 0,01. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,36 og 1,27, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =2,15 og 2,11. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil D Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er det lagt inn en 3D faktor lik 0,01. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,37 og 1,30, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =2,15 og 1,96. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil E Det er lagt inn en 3D faktor lik 0,01. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,50, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,99. Stabiliteten er tilfredsstillende. Profil F, del 1 Materialkoeffisienten er beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,10, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,63. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil F, del 2 Materialkoeffisienten er beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,68, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =3,33. Stabiliteten er tilfredsstillende.

6 Profil G Materialkoeffisienten er beregnet på plan tilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,54, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =2,81. Stabiliteten er tilfredsstillende. 5 Profil K9 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. 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 =1,00, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,71. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil K11 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. 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 =1,03, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =2,50. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil K12 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. 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 =1,00, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,27. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende. Profil K13 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. 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 =1,14, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,69. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil K14 Materialkoeffisienten er beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,01, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,26. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsanalyse. Profil K18 Materialkoeffisienten er beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,45, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,60. Stabiliteten er tilfredsstillende. Profil K22 Materialkoeffisienten er beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,07, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,52. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsanalyse. Profil K23 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er materialkoeffisienten beregnet på plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,00, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,57. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsanalyse.

7 6 Resultatene for dagens tilstand oppsummeres i følgende tabell: Materialkoeffisient m Profil Totalspenningsanalyse Effektivspenningsanalyse Høyre side Venstre side Høyre side Venstre side A, del 1 1,42 1,83 A, del 2 1,08 1,21 1,61 1,51 B 1,28 1,73 C 1,36 1,27 2,15 2,11 D 1,37 1,30 2,15 1,96 E 1,50 1,99 F, del 1 1,10 1,63 F, del 2 1,68 3,33 G 1,54 2,81 K9 1,00 1,71 K11 1,03 2,50 K12 1,00 1,27 K13 1,14 1,69 K14 1,01 1,26 K18 1,45 1,60 K22 1,07 1,52 K23 1,00 1,57 4 REFERANSER 1 NVEs retningslinje : Flaum- og skredfare i arealplanar, sist revidert 15. april Rapport Heggstadmoen avfallsfylling. Stabilitetsberegninger og geotekniske vurderinger, fra Rambøll Norge AS datert Rapport Heggstadmoen avfallsfylling. Stabilitet langs Heggstadbekken. Stabilitetsberegninger og geotekniske vurderinger, fra Rambøll Norge AS datert Rapport R1500-1: Heggstad søndre, områdestabilitet. Datarapport, Rapport R1500-2: Heggstad søndre, områdestabilitet. Beregningsgrunnlag Rambøll oppdrag , notat nr. 18: Kvikkleiresone 436 Heggstad, ny vurdering av faregrad, datert Rapport Ud867Ar2 Vurderingsrapport: Gang- og sykkelveg Heimdalsvegen, fra Statens vegvesen datert Statens vegvesen, håndbok 015, Feltundersøkelser 9 Statens vegvesen, håndbok 280, Geoteknisk felthåndbok 10 Statens vegvesen, håndbok 018, Geoteknikk i vegbygging 11 Karlsrud, Kjell (2003) Stabilitetsanalyser av skråninger, skjæringer og fyllinger Kurs mai 2003, Rica Hell Hotell 12 Karlsrud, K., Lunne, T.Kort, D.A., Strandvik, S. (2005) CPTU Correlations for Clays NGI-rapport datert 10.januar Teknisk notat TN rev. 04: Uavhengig kontroll av soneevaluering av sone Heggstad og Heggstadrønningen, datert 8. mars 2013

8 5 TEGNINGSLISTE 7 Tegning Revisjon Tema Oversiktskart, målestokk 1: Situasjonskart, målestokk 1: A Totalspenningsanalyse ADP. Profil A, del B Totalspenningsanalyse ADP. Profil A, del A Effektivspenningsanalyse. Profil A, del B Effektivspenningsanalyse. Profil A, del A Totalspenningsanalyse ADP. Profil B 416 A Effektivspenningsanalyse. Profil B 417 A Totalspenningsanalyse ADP. Profil C 418 A Effektivspenningsanalyse. Profil C 419 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil D 420 A Effektivspenningsanalyse. Profil D 421 A Totalspenningsanalyse ADP. Profil E 422 A Effektivspenningsanalyse. Profil E 423 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil F, del A Totalspenningsanalyse ADP. Profil F, del B Effektivspenningsanalyse. Profil F, del A Effektivspenningsanalyse. Profil F, del A Totalspenningsanalyse ADP. Profil G 428 A Effektivspenningsanalyse. Profil G 429 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil K9 430 B Effektivspenningsanalyse. Profil K9 431 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil K A Effektivspenningsanalyse. Profil K B Totalspenningsanalyse ADP. Profil K B Effektivspenningsanalyse. Profil K B Totalspenningsanalyse ADP. Profil K B Effektivspenningsanalyse. Profil K B Totalspenningsanalyse ADP. Profil K B Effektivspenningsanalyse. Profil K A Totalspenningsanalyse ADP. Profil K A Effektivspenningsanalyse. Profil K A Totalspenningsanalyse ADP. Profil K22

9 442 A Effektivspenningsanalyse. Profil K B Totalspenningsanalyse ADP. Profil K A Effektivspenningsanalyse. Profil K B Utbredelse av sprøbruddleire 8 6 VEDLEGG Vedlegg Revisjon Tema 1 00 Vedlegg 1: Utdrag fra Rambølls rapport , Tegn.nr. 103

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47