E6 Helgeland sør: Parsell 4. Reguleringsplan

Transkript

1 Skanska E6 Helgeland sør: Parsell 4. Reguleringsplan Forsmo Geoteknisk vurderingsrapport

2 Oppdragsgiver: Skanska Oppdragsgivers kontaktperson: Svein Ivar Sandstaa Rådgiver: Norconsult AS, Klæbuveien 127 B, NO-7031 Trondheim Oppdragsleder: Jimmy Løvø Fagansvarlig: Knut-Helge Bergset Andre nøkkelpersoner: Arne Engen, Lars Gudmund Botnen, Sigurd Holo Leikarnes Endelig versjon MiHub SHLei JiLov Reguleringsplan MiHub SHLei JiLov Versjon Dato Beskrivelse Utarbeidet Fagkontrollert Godkjent Dette dokumentet er utarbeidet av Norconsult AS som del av det oppdraget som dokumentet omhandler. Opphavsretten tilhører Norconsult. Dokumentet må bare benyttes til det ormål som oppdragsavtalen beskriver, og må ikke kopieres eller gjøres tilgjengelig på annen måte eller i større utstrekning enn ormålet tilsier Side 2 av 15

3 Sammendrag Norconsult er engasjert av Skanska or geoteknisk prosjektering av parsell 4 til parsell 7 på vegprosjektet E6 Helgeland sør. E6 Helgeland sør skal reguleres på nytt i orbindelse med at veglinjen er blitt justert etter gjeldende reguleringsplan ra Denne rapporten sammenatter geotekniske vurderinger or strekningen mellom proil (Forsmo) på parsell 4. Geotekniske tiltak på strekningen består av lere motyllinger og ylling med lette masser Side 3 av 15

4 Innhold Grunnlag 5 Prosjekteringsorutsetninger 6 Geoteknisk kategori og pålitelighetsklasse 6 Prosjekterings- og utørelseskontroll 6 Partialaktorer or jordparametre 6 Geotekniske vurderinger 7 Grunnorhold og valg av geotekniske parametere 7 Tolkning av P Tolkning av P Tilørte masser 9 Seismisk dimensjonering 9 Dimensjonerende grunnakselerasjon 9 Grunntype 10 Beregn normalisert akselerasjon 10 Estimer syklisk skjærasthet til leire 10 Beregn horisontale og vertikale jordskjelvlaster 10 Utør stabilitetsanalyse 10 Stabilitetsorhold 10 Oppløting 13 Reeranser 14 Vedlegg Side 4 av 15

5 Grunnlag SVV har utørt en stor mengde grunnundersøkelser og vurderinger under arbeidet med reguleringsplanene or E6 Helgeland sør. Tiltak i orbindelse med områdestabilitet er beskrevet i geotekniske rapporter av SVV. SVV har også utarbeidet en egen rapport som omhandler avgrensning og klassiisering av kvikkleiresoner iht. NVEs veileder 7/2014. SVVs rapporter som omhandler områder i geoteknisk kategori 3, er gjennomgått «utvidet kontroll» i orm av en «uavhengig prosjekteringskontroll». Forsmo Re. 1 Statens vegvesen: Rapport nr «E6-04: Kulstad X78-Osen XF240. Reguleringsplan Kulstaddalen nord Åkvik.», datert Re. 2 Statens vegvesen: Rapport nr GEOT-01. «E6-04: Kulstad X78-Osen XF240. Parsell Kulstaddalen nord Åkvik. Supplerende vurderinger.», datert Avgrensing og kartlegging av kvikkleiresoner iht. NVE veileder 7/2014 Re. 3 Statens vegvesen: Rapport nr GEOT-002. «E6 Helgeland sør Kompletterende grunnundersøkelser. Parsell 4 Forsmo og Baåga», datert Re. 4 Statens vegvesen: Rapport nr GEOT-001. «E6 Helgeland sør Kvikkleirekartlegging. Parsell 4-6», oreløpig utgave datert Det bemerkes at Skanska har justert veglinja lere steder, noe som medører at proilnumrene også er endret. I det ølgende er det benyttet en «P» oran alle proilnumre som henviser til SVVs opprinnelige linje. Når proilnumre står uten bokstav henvises det til Skanskas nye veglinje. I SVVs geotekniske rapporter er området mellom P satt i geoteknisk kategori 3, dette tilsvarer proil or gjeldende veglinje. Strekningen er delt opp i delområder, og proileringen er ikke kontinuerlig. Proil 4073 på del 2 tilsvarer proil 4015 på del Side 5 av 15

6 Prosjekteringsorutsetninger Det henvises til Norconsult rapport «RA-RIG-001 Prosjekteringsorutsetninger geoteknikk» or gjennomgang av generelle orutsetninger og krav. Geoteknisk kategori og pålitelighetsklasse Ved Forsmo er det registrert kvikkleire/sprøbruddmateriale/mulig sprøbruddmateriale i å punkter. I ølge Re. 5, pkt , skal vegprosjekter i slike områder vurderes klassiisert i geoteknisk kategori 3. I henhold til Re. 11 og Re. 12 er konsekvens-/pålitelighetsklasse (CC/RC) satt til klasse 3. Geoteknisk kategori 3 Pålitelighets- og konsekvensklasse 3 Prosjekterings- og utørelseskontroll I henhold til ig og ig i Re. 5, velges kontrollklasse «U». Ved prosjektering er det krav om «utvidet kontroll» i orm av en «uavhengig prosjekteringskontroll». Det er krav om uavhengig kontroll av utørelse. Kontrollklasse «U» Partialaktorer or jordparametre For områder med påvist sprøbruddsmateriale/kvikkleire, blir kravet til partialaktor, γm 1,6. Dette som ølge av geoteknisk kategori (3), skadekonsekvens (CC3 meget alvorlig) og bruddmekanisme (sprøtt, kontraktant brudd), iht. Re. 7. I områder med tynnere og dyptliggende lag av slike masser, samt med leire som ikke er deinert som sprøbruddsmateriale, er det tilstrekkelig med γm 1,50, iht. Re. 7. Hvor glidesirkelen kun omatter sprengstein og lette masser, er bruddmekanismen dilatant, og krav til partialaktor settes til γm 1,4. I orbindelse med vurderinger av områdestabilitet er det etter NVEs retningslinjer nødvendig med materialaktor γm 1,4 eller orbedring av stabiliteten i henhold til krav i Re Side 6 av 15

7 Geotekniske vurderinger Grunnorhold og valg av geotekniske parametere For detaljert beskrivelse av grunnorhold og utørte grunnundersøkelser vises det til kap i SVV rapport 2010/ , Re. 1. For bruk i beregninger er det generelt benyttet materialparametere som ble omorent mellom SVV og 3. partskontrollerende på reguleringsplanstadiet. Dette er dokumentert i rapport 2010/ (Re. 1). For vurderingene i denne rapporten ble det utørt supplerende grunnundersøkelser i august Dette kapittelet har til hensikt å utdype valg av parametere or disse nye posisjonene. Norconsult støtter generelt SVVs valg av geotekniske materialparametere samt poretrykksproiler, presentert i Re. 1. Basert på sonderingene vurderer vi at det ikke innes et gjennomgående lag av sprøbruddsmateriale. ADP-aktor or leiren i området er satt til (iht. Re. 18, igur 4): Aa Ad Ap Leire 1,0 0,63 0, Side 7 av 15

8 Tolkning av P4-91 Jorda er lagdelt, med sandige og leirige lag. Det orventes at sandandelen vil kunne orhøyde resultater ra konus kunstig, deror sees bort ra de 2 høyeste verdier ra konus. Resterende styrkemålinger brukes til å beregne en gjennomsnittlig direkte skjærstyrke på 34 kpa. Basert på prøvetaking og totalsondering begrenses mektighet til laget med «siltig leire» som vist i Figur 1, samt i bilag 6. Figur 1 Totalsondering P4-91A Side 8 av 15

9 Tolkning av P4-94 Det orventes at sandandelen vil kunne orhøyde resultater ra konus kunstig, deror sees bort ra de 2 verdier ra konus. Resterende styrkemåling brukes som direkte skjærstyrke på 36,6 kpa. Tilørte masser Ved søndre landkar brukes skumglass (tyngdetetthet lik 4 kn/m3). Her orutsettes det god komprimering or sprengstein under skumglasslaget, deror brukes attraksjon lik 5 kpa. Ved nordre landkar brukes skumglass (tyngdetetthet lik 4 kn/m3). Seismisk dimensjonering Noen beregningssnitt vil berøre en konstruksjon (Forsmo bru). Dermed må sikkerhet mot jordskjelvbelastning påvises or disse. Det brukes «orenklet pseudostatisk metode», som presentert i Re. 10. Dimensjonerende grunnakselerasjon Reeranseverdi ag40hz = 0,6 m/s ra Re. 13, Figur NA.3(901). Forsmo ligger på isolinjen «0,6», deror er det ikke brukt tillegg or maksimumsområdet. Alle preab elementbruer i betong på parsell 4, 5 og 6 plasseres i Seismisk klasse II basert på ølgende orutsetninger: - Ingen bruer har total lengde på mer enn 200 m. - Ingen bruer har ÅDT > Vi anser at ingen av bruene havner innenor «samunnsmessig viktig bru» i hht. NS-EN , tabell NA.2(901). Seismisk aktor γ1 = 1, Side 9 av 15

10 Grunntype Grunntype D (Tabell NA.3.1 i Re. 13). Forsterkningsaktor or D: S = 1,55 (Tabell NA.3.3 i Re. 13) Terrengets høydeorskjeller er mindre enn 30 m, dermed brukes ingen topograisk orsterkningsaktor. Beregn normalisert akselerasjon Dimensjonerende grunnakselerasjon ag = γ1 * 0,8 * ag40hz = 1,0 * 0,8 * 0,6 = 0,48 m/s Seismisk koeisient α = ag / g = 0,48/9,81 = 0,05 Estimer syklisk skjærasthet til leire Økning av leiras asthet under jordskjelvpåkjenning: 40 % Degraderingseekt pga. syklisk påkjenning: 20 % Cu = cu_dss * 0,8 * 1,4 = cu_dss * 1,12 Beregn horisontale og vertikale jordskjelvlaster ag * S = 0,48 * 1,55 = 0,74 m/s (større enn utelatelseskriteriet 0,49 m/s) FH = 0,5 * α * S * W = 0,5 * 0,05 * 1,55 W = 0,038 W FV = ± 0,33 * FH = ± 0,013 W Utør stabilitetsanalyse Kombinasjonsaktor traiklast: 0,3 (ra Re. 15, Tabell NA.A1.1) Krav til materialaktor er 1,1 or leire, 1,2 or yllmasser og andre typer masser (ra Re. 16, Tabell NA.3.1). Resultat av stabilitetsberegninger med jordskjelvlast presenteres i kapittel 3.4. Stabilitetsberegning med seismisk analyse orutsetter normal vannstand. Stabilitetsorhold Det er tatt utgangspunkt i beregningssnitt ra SVVs rapport (Re. 1). Disse ble vurdert or den justerte veglinja. For lere snitt viste det seg at andre proil ble vurdert mer kritisk or den gitte problemstillingen, når den nye veglinjen betraktes. Det er også verdt å merke seg at det er avvik mellom «gammel» og «ny» proilering. Det er benyttet en «P» oran alle proilnumre som henviser til SVVs opprinnelige linje. Når proilnumre står uten bokstav henvises det til Skanskas nye veglinje. Nummerering på den nye veglinjen er m høyere enn opprinnelig. Tverrproil hver 10 m er gjennomgått or å ange opp eventuelle nye problemområder. Kritiske snitt ra vurdering av strekningen er listet opp i Tabell Side 10 av 15

11 Ingen av glidesirklene berører prøvetakinger med unnet sprøbruddmateriale (nærmeste er «324PR» ved proil 3746), eller totalsonderinger som indikerer sprøbruddmateriale (nærmeste er «NR1» ved proil 3605). Krav til sikkerhet er dermed F 1,5. Tabell 1: Oppsummering av beregninger og vurderinger Proil Tilsvarende tidligere beregningssnitt 3560 (del 2) 3590 (del 2) 3610 (del 2) P3450 P3480 P3490 Vurdering Veglinja er senket i området og yllingshøyden dermed redusert, se Figur 2. Bekkedalen skal ortsatt ylles igjen, som vist på Figur 2. Vurderer tidligere utørt beregning (P3450) som konservativ or yllingen. Denne viser tilstrekkelig sikkerhet. Beregninger viser tilstrekkelig sikkerhet or tiløpsveien til kulvert. Snitt 3610 ansees som kritisk og erstatter beregning av P3490. Beregningene viser tilstrekkelig sikkerhet med motylling. Kritisk sikkerhetsaktor ADP Kritisk sikkerhetsaktor cφ ,99 1,83-1,66 1,61 - Kritisk sikkerhetsaktor jordskjelv Det vises glidesirkler som har or lav stabilitet (1,02 og 1,46). Disse slutter i dagens vegbane. Alle glidesirkler som berører tiltaket har tilstrekkelig sikkerhet. Veglast er vurdert, men er positiv or alle sirkler (del 2) P3640 Veglinja er nesten uorandret i området, se Figur 3. Vurderer tidligere utørt beregning (P3640) som representativ or yllingen. Denne viser tilstrekkelig sikkerhet (del 2) P3900, P3910, P3920 Snitt 4030 ansees som kritisk og erstatter beregning av P3900, P3910 og P ,49 2,49 - Beregningene viser tilstrekkelig sikkerhet med motylling (del 3) P3980 Beregningene viser tilstrekkelig sikkerhet uten tiltak. 1,51 2, (del 3) P4060 Veglinja er hevet ca. 1 m i området. Dette medører at skjæringen på venstreside utgår Det er sandmasser ra terreng til berg i området. Sikkerhet or Side 11 av 15

12 glidesirkler til høyre var F=1,82 or den opprinnelige, 6 m høyde yllingen. Det vurderes at sikkerhet vil også være tilstrekkelig or en noe tilpasset geometri. Lengdeproil Beregningen viser tilstrekkelig sikkerhet ved bruk av skumglass på søndre og nordre landkar, samt masseutskiting på søndre landkar. 1,56 1,49 1,26 Det vises en glidesirkel som har oppnår materialaktor på 1,40. Denne går kun i tilørt sprengsteinog lettmasseylling. Bruddmekanismen vil være dilatant, og kravet dermed F 1,4. Figur 2 Proil 3560 (del 2), ny veglinje markert i gult. Figur 3 Proil 3750 (del 2). Ny veglinje ikke markert da de ligger oppå hverandre Figur 4 Proil 4120 (del 3), ny veglinje markert i gult Side 12 av 15

13 Oppløting Fylling av skumglass ved søndre landkar kommer til å ligge under 200-års lomnivå ved kote +40,5 (NN1954). Dette tilsvarer kote +40,7 i NN2000. Deror må yllingen sjekkes or oppløting. 200-års lom: +40,7 0,8 m sprengstein 0,2 m sprengstein 1,5 m skumglass Figur 5 Utklipp ra stabilitetsberegning: Skumglass ved søndre landkar Det ølges dimensjonering som beskrevet i kap i Re. 7. Likning (2.8) i Re. 11 skal oppylles: Statens vegvesen stiller i tillegg krav om at samlet sikkerhet skal være på minst 1,3 (kap i Re. 19): γ OP = γ G;stb σ v;d γ G;dst u dst;d = kn kn 0,9 (1 m ,5 m 3,5 m3 m3 ) 21,8 kpa 1,1 1,7 m 10 kn = = 1,17 1,1 18,7 kpa m3 Samlet sikkerhet er dermed iht. krav: γ tot = γ OP γ G;dst γ G;st = 1,17 1,1 = 1,43 1,3 0, Side 13 av 15

14 Reeranser Re. 1 Statens vegvesen: Rapport nr «E6-04: Kulstad X78-Osen XF240. Reguleringsplan Kulstaddalen nord Åkvik.», datert Re. 2 Statens vegvesen: Rapport nr GEOT-01. «E6-04: Kulstad X78-Osen XF240. Parsell Kulstaddalen nord Åkvik. Supplerende vurderinger.», datert Re. 3 Statens vegvesen: Rapport nr GEOT-002. «E6 Helgeland sør Kompletterende grunnundersøkelser. Parsell 4 Forsmo og Baåga», datert Re. 4 Statens vegvesen: Rapport nr GEOT-001. «E6 Helgeland sør Kvikkleirekartlegging. Parsell 4-6», oreløpig utgave datert Re. 5 Statens vegvesen: Rapport nr «Prosjekt E6 Helgeland, Kulstaddalen nord- Åkvik. Suplerende undersøkelser or KS-områder, proil datarapport», datert Re. 6 Statens vegvesen: Håndbok N200 Vegbygning, siste utgave Re. 7 Statens vegvesen: Håndbok V220 Geoteknikk i vegbygning, siste utgave Re. 8 Cone Penetration testing in geotechnical Practice, Tom Lunne, Peter K. Robertson og John.J.M. Powell, 1997 Re. 9 RIF: Dimensjonering or jordskjelv. Veileder til NS-EN :2004+NA:2008, 2010 Re. 10 Statens vegvesen: Rapport Nr. 604 Jordskjelvdesign i Statens vegvesen. Anbealinger or geoteknisk prosjekterings av veger og samvirke jord-konstruksjoner, Mai 2017 Re. 11 NS-EN :2004+NA:2008 «Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 1: Allmenne regler» Re. 12 NS-EN :2008 «Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 2: Regler basert på grunnundersøkelser og laboratorieprøver»p Re. 13 NS-EN :2004+A1:2013+NA:2014 «Eurokode 8: Prosjektering av konstruksjoner or seismisk påvirkning - Del 1: Allmenne regler, seismiske laster og regler or bygninger» Re. 14 NS-EN : 2005+A1:2009+A2:2011+NA:2014 «Eurokode 8: Prosjektering av konstruksjoner or seismisk påvirkning - Del 5: Fundamenter, støttekonstruksjoner og geotekniske orhold» Re. 15 NS-EN 1990:2002+A1:2005+NA:2016 «Eurokode: Grunnlag or prosjektering av konstruksjoner» Re. 16 NS-EN : 2004+NA:2014 «Eurokode 8: Prosjektering av konstruksjoner or seismisk påvirkning - Del 5: Fundamenter, støttekonstruksjoner og geotekniske orhold» Re. 17 NVE: Veileder 7/2014: «Sikkerhet mot kvikkleireskred. Vurdering av områdestabilitet ved arealplanlegging og utbygging i områder med kvikkleire og andre jordarter med sprøbruddegenskaper.» Re. 18 NIFS-rapport : «En omorent anbealing or bruk av anisotropiaktorer i prosjektering i norske leirer.» Re. 19 Statens vegvesen: Håndbok V221 Grunnorsterkning, yllinger og skråninger, siste utgave Side 14 av 15

15 Vedlegg Bilag 1: Bilag 2-7: Situasjonsplan med ny vegtrasé og grunnundersøkelser Stabilitetsberegninger Side 15 av 15

16 /5 FORKLARINGER - Dreiesondering 123/6 124/5 Dreietrykksondering Enkel sondering Fjellkontrollboring Kjerneboring 124/5 124/24 N= Prøveserie Vingeboring "X:\norppdragandvika BIMGeoteknikkArkil05 Åkvik - Mjåvatn\LAY_05_Vedlegg-til-RA-RIG-51_Stabilitetsberegninger.dwg - MiHub - Plottet: , 11:19:06 - LAYOUT = Bilag 1 - XREF = 05_2_VEG_PLAN, 05_1_VEG_PLAN, Tverrproil m boringer. 100 m til høgre, _BYGGEPLAN_P5_2280" 122/3,4,5 Ø=88800 Ø=88900 Ø= /1 Landbruksveg kl.3 DEL2,3590 DEL2,3610 N= /3,4,5 Kulvert K /1 Ø= /1 122/6 DEL2,3590 4x45m DEL2, /5/2 4x45m 122/9 Bru K /1 122/1 124/6 234/1 Ø=89200 N= /10 124/21 124/6 124/40 124/25 Ø=89300 DEL2, /32 124/13 124/13 124/13 124/4 DEL3, 4040 DEL /13 124/23 124/4 Kulvert K405 DEL2, /3 124/6 124/26 234/1 124/6 124/14 N= Ø= /31 N= N= Ø= /22 N= /3 N= Totalsondering Poretrykksmåler Trykksondering (CPTU) Berg i dagen Terrengkote Boret dybde i løsmasser + boret dybde i berg Bergkote HENVISNINGER 1. Statens vegvesen: Rapport nr «E6-04: Kulstad X78-Osen XF240. Reguleringsplan Kulstaddalen nord - Åkvik. Datarapport.», datert

17

18

19

20

21

22