1 Innledning. 2 Topografi og grunnforhold NOTAT SAMMENDRAG

Transkript

1 NOTAT OPPDRAG Alta Lufthavn, Forlengelse av rullebane DOKUMENTKODE RIG-NOT-001 EMNE Prosjekteringsforutsetninger og geotekniske vurderinger TILGJENGELIGHET Åpen OPPDRAGSGIVER Alta kommune ANSVARLIG ENHET 4012 Tromsø Geoteknikk KONTAKTPERSON Johan Fredrik Nilsen KOPI SAMMENDRAG Det planlegges utfylling i sjø utenfor vestre rullebane til Alta Lufthavn. Utfyllingen planlegges 200 m lang og 150 m bred og blir i forlengelsen av flystripa. Fyllingen kommer ned til ca. kote minus 40. Sjøbunnshelningen er ca. 1:8 ned til kote minus 30. Videre utover slakes sjøbunnen av og helningen mellom kote minus 40 til minus 50 er 1:15. Området er et elvedelta og løsmassene består av sand og silt ned til dypere enn kote minus 100. Utfyllingen utføres i 5 fyllingsfaser. De nedre fasene må utføres med sjøredskap. Total fyllingsvolum er m 3 sprengstein. 1 Innledning Det planlegges utfylling i sjø utenfor vestre rullebane til Alta Lufthavn. Utfyllingen planlegges 200 m lang og 150 m bred og blir i forlengelsen av flystripa. Fyllingen kommer ned til ca. kote minus Topografi og grunnforhold Sjøbunnshelningen er ca. 1:8 ned til kote minus 30. Videre utover slakes sjøbunnen av og helningen mellom kote minus 40 til minus 50 er 1:15. Videre ut til kote minus 100 er sjøbunnshelnigen 1:20. Området er et elvedelta og løsmassene består av sand og silt. Sonderinger er utført ned til 20 m dybde og indikerer sand og silt hele veien. Seismikk utført i 1984 indikerer løsmassetykkelse på over 100 m og det indikeres homogene forhold. For detaljert informasjon om grunnforholdene vises det til geoteknisk datarapport nr RIG- RAP tones dir tones REV. DATO BESKRIVELSE UTARBEIDET AV KONTROLLERT AV GODKJENT AV MULTICONSULT Fiolvegen 13 Postboks 2274, 9269 TROMSØ Tlf multiconsult.no NO MVA

2 Alta Lufthavn- Forlengelse av rullebanen -sjøfylling Prosjekteringsforutsetninger og geotekniske vurderinger multiconsult.no 3 Sikkerhetsprinsipper 3.1 Geoteknisk prosjektering. Kategori, grensetilstander Følgende klassifisering av prosjektet er valgt, og er grunngitt i vedlegg A: Geoteknisk kategori: 2 Konsekvens- og pålitelighetsklasse (CC/RC): 2 Kontrollklasse for prosjektering og utførelse: «Normal» Grunntype seismisk påvirkning: D Tiltaksklasse iht. PBL: 2 4 Geoteknisk vurdering Det planlegges utfylling i sjø utenfor vestre del av Alta Lufthavn. Utfyllingen planlegges 200 m lang og 150 m bred og blir i forlengelsen av flystripa. Oppfyllingen ønskes til kote Stabilitet sjøfylling Det er utført stabilitetsberegninger av sjøfyllingen. Beregningene er utførte med programmet «Geosuite Stability». Det er utført følgende forutsetninger i beregningene: Oppfylling til kote 4 Last på ytre del av fyllingen q = 10x1,3=13 kn/m2 Fyllingen består av sprengstein med gjennomsnittlig helning 1:1,5 i fronten og til sidene. I permanentfasen er lagt inn et konservativt destabiliserende poreovertrykk på 1 m som følge av tidevannsvariasjonen i grunnen. Materialparametre er vist i tabell 4.1. Material Friksjonsvinkel, ϕk Attraksjon, a Su kpa Tyngdetetthet, γ Sprengstein (fyllmasser) Sand/silt (opprinnelig masser) 45, kn/m 3 33, kn/m 3 Tabell 4.1: Materialparametere Utlegging av masser vil lage et destabiliserende poreovertrykk i grunnen. Sand/siltmasser drenerer forholdsvis hurtig, men stor løsmassetykkelse medfører likevel at fyllingen vil medføre poretrykksoppbygging under og utenfor fyllingsfoten. Overslagsberegninger gir 3 måneder før 70% poretrykket er utlignet. Utfyllingsarealet er større enn m 2. Ved utfylling på 3000m 3 per dag som tilsvarer daglig fyllingstykkelse på 10 cm vurderes dette å gi minimalt med poretrykksoppbygging. Da det ikke er noe poretrykksoppfølging ønskes det en forholdsvis jevn utfylling. Det anbefales derfor å utføre fyllingen i flere faser RIG-NOT april 2014 / Revisjon 00 Side 2 av 6

3 Alta Lufthavn- Forlengelse av rullebanen -sjøfylling Prosjekteringsforutsetninger og geotekniske vurderinger multiconsult.no Det er lagt opp til at massene i hovedsak kommer med sjøtransport til området og utfyllingen er prosjektert med bakgrunn av dette. Dersom hoveddelen av masser ønskes utført fra land anbefales fyllingsprosedyre med omfatningmolo som gir minst mulig fyllmasser med sjøredskap. Det er lagt opp til en fyllingsprosedyre med utlegging i 5 faser. Det vises til figur 4.1. Figur 4.1: Prinsippsnitt av utfyllingen i flere faser. Det er tilfredsstillende stabilitet i alle fyllingsfaser med gjennomsnittlig utfylling på 3000m 3 per dag. Dersom det ønskes raskere oppfylling må entreprenøren oversende utfyllingsplanene for geoteknisk vurdering. Stabilitet av fyllingen i permanentfasen er vist i vedlegg B1. Poreovertrykket like etter at fyllingen er ferdig utlagt anbefales ikke å overstige 40 kpa. Det vises til vedlegg B2. Oppfylling opp til kote -10 er vist i vedlegg B Setninger Fyllingen vil medføre at det blir setninger i de opprinnelige sand/siltmassene. Disse forventes å være av størrelsesorden 100 cm. Over 70% ventes å bli utviklet i løpet av anleggsperioden. Asfaltering av rullebanen bør derfor utføres 1 år etter utfyllingen er utført. Volum masser Det er utført volumberegninger av utfyllingen i Civil 3D. Beregningene viser at det trengs ca m 3 fyllmasser for utfyllingen. 3D modell av utfyllingen er vist i figur 4.2. Figur 4.2: 3D modell av utfyllingen RIG-NOT april 2014 / Revisjon 00 Side 3 av 6

4 Alta Lufthavn- Forlengelse av rullebanen -sjøfylling Prosjekteringsforutsetninger og geotekniske vurderinger multiconsult.no Utfylling med sjøredskap utføres opp til kote minus 5/10 avhengig av sjøredskap samt utstyr for landfylling. Tabell 4.2 viser volum i fyllingsfasene. Fyllingsfaser Kotehøyde for oppfylling Volum m 3 1 sjøredskap kote minus sjøredskap kote minus sjøredskap kote minus land/ sjøredskap kote land kote Sum volum sjø + land Tabell 4.2: Volum fyllmasser i de forskjellige fyllingsfasene Plantegning og snitt av fyllingen er vist i tegning nr RIG-TEG-500 og Plastring Fyllingsfronten anbefales plastret mellom kote minus 5 og kote 4. Dersom dette ikke utføres kan skråningen slakes ned til anslagsvis 1:2. Sjøledninger Det går to sjøledninger i området. Avinor har en ledning som kommer innenfor utfyllingsområdet. Alta kommune har en ledning som iht mottatt informasjon går like utenfor fyllingsområdet. Ledningene er vist i tegning nr RIG-TEG RIG-NOT april 2014 / Revisjon 00 Side 4 av 6

5 Alta Lufthavn- Forlengelse av rullebanen -sjøfylling Prosjekteringsforutsetninger og geotekniske vurderinger multiconsult.no 5 Kontroll av utførelse Forslag til kontrollplan er vist i tabell 5.1: Kontrollpunkt Omfang/bekrivelse Ansvarlig/Utføres av Geometri fyllingsfaser fyllingsskråninger Oppfylling av fyllingsfasene iht tegning nr Krav til helning på fyllingskråning er 1,5. Entreprenør besørger opplodding etter hver fyllingsfase. Dette kontrolleres av byggherren før neste fyllingsfase starter. Oversendelse tidsplan for utlegging av fyllingsfasene til geotekniker for kontroll. Entreprenør Entreprenør/Multiconsult Tabell 5.1: Kontrollplan for fyllingsarbeider RIG-NOT april 2014 / Revisjon 00 Side 5 av 6

6 Alta Lufthavn- Forlengelse av rullebanen -sjøfylling Prosjekteringsforutsetninger og geotekniske vurderinger multiconsult.no 6 Referanser /1/ Standard Norge (2002). Eurokode: Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner. NS-EN : NA:2008 /2/ Standard Norge (2004). Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering. Del 1: Allmenne regler. NS-EN : NA:2008 /3/ Standard Norge (2007). Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering Del 2: Regler basert på grunnundersøkelser og laboratorieprøver. NS-EN :2007+NA2008. /4/ Standard Norge (2004) Eurokode 8 Prosjektering av konstruksjoner for seismisk påvirkning. Del 1: Allmenne regler, seismiske laster og regler for bygninger. NS-EN :2004+NA:2008 /5/ Standard Norge (2005) Eurokode 8 Prosjektering av konstruksjoner for seismisk påvirkning - Del 5: Fundamenter, støttekonstruksjoner og geotekniske forhold. NS-EN :2004+NA:2008 /6/ Statens Vegvesen (2010). Håndbok 016 Geoteknikk i vegbygging /7/ Statens Vegvesen (2012). Håndbok 274 Grunnforsterkning, fyllinger og skjæringer /8/ Knudsen, S. et al (2008). NGF-kurs Spunt og avstivede byggegroper April Innlegg 3: Jordtrykk. /9/ Direktoratet for byggkvalitet (2011) Veiledning om byggesak. Publikasjonsnummer HO 1/2011. /10/ Standard Norge (2005). Eurokode 3: Prosjektering av stålkonstruksjoner. Del 1-1: Allmenne regler og regler for bygninger. NS-EN :2005+NA:2008 /11/ Standard Norge (2005). Eurokode 3: Prosjektering av stålkonstruksjoner. Del 1-8: Knutepunkter og forbindelser. NS-EN :2005+NA:2009 /12/ Standard Norge (2007). Eurokode 3: Prosjektering av stålkonstruksjoner. Del 5:Peler (spunt). NS-EN :2007 /13/ Norsk Geoteknisk Forening og Den Norske Pelekomité (2012) Peleveiledningen Tegninger: Tegning nr RIG-TEG -500 Situasjonsplan utfylling -501 Snitt I 8 Vedlegg Vedlegg A Vedlegg B1 B2 B3 Geoteknisk prosjektering. Kategori, grensetilstander og partialfaktorer. Stabilitet i permanentfasen -Stabilitet i anleggsfasen - oppfylling til kote 4 med poreovertrykk -Stabilitet i anleggsfasen - oppfylling til kote minus 10 med poreovertrykk RIG-NOT april 2014 / Revisjon 00 Side 6 av 6

7

8

9 Alta Lufthavn - Forlengelse av rullebane Vedlegg A Geoteknisk prosjektering. Kategori, grensetilstander og partialfaktorer Innholdsfortegnelse A.1 Prosjekteringsforutsetninger... 2 A.1.1 Generelt... 2 A.1.2 Geotekniske problemstillinger... 2 A.1.3 TEK 10 7, Sikkerhet mot naturpåkjenninger... 2 A.1.4 TEK 10 10, Konstruksjonssikkerhet... 2 A.1.5 Geoteknisk kategori... 3 A.1.6 Konsekvensklasse/pålitelighetsklasse (CC/RC)... 3 A.1.7 Tiltaksklasse iht. PBL... 3 A.1.8 Kvalitetssystem... 3 A.1.9 Seismisk grunntype... 4 A.1.10 Bruddgrensetilstander... 4 A.1.11 Dimensjoneringsmetode (STR og GEO)... 5 A.1.12 Partialfaktorer/lastvirkninger (A)... 5 A.1.13 Partialfaktorer grunnens egenskaper (M) & (R)... 5 A.1.14 Partialfaktorer pelemateriale RIG-NOT-001 Vedlegg A 22. april 2014 Side 1 av 5

10 Alta Lufthavn - Forlengelse av rullebane Vedlegg A A.1 Prosjekteringsforutsetninger A.1.1 Generelt Gjeldende regelverk legges til grunn for prosjekteringen, og for geoteknisk prosjektering gjelder dermed: Teknisk forskrift, TEK 10 7 og 10 NS-EN : NA:2008 (Eurokode 0) /1/ NS-EN : NA:2008 (Eurokode 7) /2/ NS-EN : NA:2008 (Eurokode 8) /4/ NS-EN : NA:2008 (Eurokode 8) /5/ I tillegg, og i den grad de er relevante, anbefales benyttet: Statens vegvesen (SVV), Håndbok 016 Geoteknikk i vegbygging, 6. utgave, juni 2010 A.1.2 Geotekniske problemstillinger Geotekniske problemstillinger er stabilitet av utfylling i sjø. A.1.3 TEK 10 7, Sikkerhet mot naturpåkjenninger I henhold til TEK skal byggverk plasseres, prosjekteres og utføres slik at det oppnås tilfredsstillende sikkerhet mot skade eller vesentlig ulempe fra naturpåkjenninger (flom, stormflo og skred). Det er ingen risiko for skred i området. Oppfylling vil bli til kote 4 slik at det er tatt hensyn til flom og stormflo. Grunnundersøkelsene viser sand og noe silt. Sprøbruddsnmateriale er ikke påtruffet. TEK er dermed ivaretatt. A.1.4 TEK 10 10, Konstruksjonssikkerhet I henhold til TEK vil forskriftens minstekrav til personlig og materiell sikkerhet være oppfylt dersom det benyttes metoder og utførelse etter Norsk Standard (Eurokoder). TEK angir følgende: Grunnleggende krav til byggverkets mekaniske motstandsevne og stabilitet, herunder grunnforhold og sikringstiltak under utførelse og i endelig tilstand, kan oppfylles ved prosjektering av konstruksjoner etter Norsk Standard NS-EN 1990 Eurokode: Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner og underliggende standarder i serien NS-EN 1991 til NS-EN 1999, med tilhørende nasjonale tillegg. I veiledningen til TEK 10 står det: Forskriftens krav er oppfylt dersom det benyttes metoder og utførelse etter Norsk Standard. Korrekt bruk av prosjekteringsstandardene gir samlet det nivået som tilsvarer det sikkerhetsnivået som er akseptert av myndighetene. Ved å benytte standarder (Eurokoder) som angitt i pkt. 2.1 i prosjekteringen, vil TEK dermed være ivaretatt RIG-NOT-001 Vedlegg A 22. april 2014 Side 2 av 5

11 Alta Lufthavn - Forlengelse av rullebane Vedlegg A A.1.5 Geoteknisk kategori NS-EN :2004+NA:2008 stiller krav til prosjektering ut fra tre ulike geotekniske kategorier. Valg av kategori gjøres ut fra standardens punkt 2.1 Krav til prosjektering. Det er gjort grunnundersøkelser i området, og vi har god erfaring med tilsvarende grunnforhold og problemstillinger. Prosjektet omfatter utfylling i sjø med høyde på opp til 40 m. Nedre del av fyllingen utført med sjøredskap noe som reduserer risiko for personskader ved utfylling. Overordnet utføres arbeidet etter konvensjonelle metoder uten unormale risikoer. Med dette som grunnlag velges følgende krav til prosjektering: Utfylling Geoteknisk kategori 2 Dette innebærer at prosjekteringen bør omfatte kvantitative geotekniske data og analyser for å sikre at de grunnleggende kravene blir oppfylt. A.1.6 Konsekvensklasse/pålitelighetsklasse (CC/RC) NS-EN 1990:2002+NA:2008 definerer byggverks plassering med hensyn til konsekvensklasse og pålitelighetsklasse (CC/RC). Konsekvensklasser er behandlet i standardens tillegg B (informativt), mens veiledende eksempler på klassifisering av byggverk i pålitelighetsklasser er vist i nasjonalt tillegg NA (informativt), tabell NA.A1 (901). Her er grunn- og fundamenteringsarbeider splittet i følgende to alternativer: «kompliserte tilfeller» «ved enkle og oversiktlige grunnforhold» Ut fra tabellen vurderes at prosjektet skal ligge i pålitelighetsklasse 2. Basert på en forutsetning om at standardens intensjon er å knytte valg av pålitelighetsklasse til valgt geoteknisk kategori følger at geoteknisk kategori 2 gir pålitelighetsklasse 2. Forholdet er sammenstilt av Statens vegvesen i deres håndbok 016, figur Figuren er gjengitt nedenfor. Figur A.1: Ut fra ovenstående velges: Sammenheng mellom geoteknisk kategori og pålitelighetsklasse (kilde: Statens vegvesen, Håndbok 016, figur 0.11) Utfylling CC/RC = 2 A.1.7 Tiltaksklasse iht. PBL Iht. tabell 2 «Kriterier for tiltaksklasseplassering for prosjektering» i Veiledning om byggesak /9/, utarbeidet av Direktoratet for byggkvalitet, vurder vi at utbygginga i kan plasseres Tiltaksklasse 2. A.1.8 Kvalitetssystem Eurokode 0 gir videre føringer for krav til omfang av prosjekteringskontroll og utførelseskontroll avhengig av pålitelighetsklasse /1/. I samsvar med tabell NA.A1 (902) og NA.A1 (903) i Eurokode 0 blir prosjekteringskontroll og utførelseskontroll av geotekniske arbeid satt til kontrollklasse N (Normal eller grunnleggende kontroll) RIG-NOT-001 Vedlegg A 22. april 2014 Side 3 av 5

12 Alta Lufthavn - Forlengelse av rullebane Vedlegg A Normal prosjekteringskontroll innebærer at det utføres grunnleggende kontroll (egenkontroll) og kollegakontroll / sidemannskontroll. Dette gjennomføres etter vanlig praksis i Multiconsult. For utførelse innebærer kontrollklasse N at det fra foretaket som utfører arbeidet skal gjøres basiskontroll av alt utført arbeid. I tillegg skal det utføres en intern systematisk kontroll som innebærer regelmessig kontroll med faste rutiner og dokumentasjon. Under vises Statens vegvesens veiledning til kontroller som forventes utført avhengig av valgt kontrollklasse (Basis / Normal / Utvidet) over. Figur A.2: Omfang av prosjekteringskontroll relatert til kontrollklasse (figur 0.9 i HB 016) A.1.9 Seismisk grunntype Etter NS-EN :2004+NA:2008 Eurokode 8: Prosjektering av konstruksjoner for seismisk påvirkning vurderes tomta å ligge klasse Grunntype D. A.1.10 Bruddgrensetilstander Følgende bruddgrensetilstander er aktuelle for geoteknisk design i prosjektet /2/: STR: Intern svikt eller for stor deformasjon i konstruksjon eller bærende deler, medregnet f.eks. fundamenter, peler eller kjellervegger, der konstruksjonsmaterialenes fasthet gir et betydelig bidrag til motstanden. E d R d GEO: Svikt eller for stor deformasjon i grunnen, der fastheten av jord eller berg gir et betydelig bidrag til motstanden. E d R d Eurokoden åpner for bruk av både strengere og mildere verdier for partialfaktorer enn de som er anbefalt i tillegg A eller nasjonalt tillegg RIG-NOT-001 Vedlegg A 22. april 2014 Side 4 av 5

13 Alta Lufthavn - Forlengelse av rullebane Vedlegg A A.1.11 Dimensjoneringsmetode (STR og GEO) Dimensjoneringsmetode 3 blir benyttet for all annen geoteknisk prosjektering enn peler. Følgende sett av partialfaktorer blir benyttet for denne dimensjoneringsmetoden ( , ref. /5/ og NA.A1.3.1(5) /1/): Påvirkninger / lastvirkninger: A1 (konstruksjonslaster) & A2 (geotekniske laster) Grunnens egenskaper: Motstand: M2 R3 For peler benyttes dimensjoneringsmetode 2 der følgende sett av partialfaktorer blir benyttet (NA.A1.3.1(5) /1/) Påvirkninger / lastvirkninger: A1 (konstruksjonslaster) Grunnens egenskaper: Motstand: M1 R2 A.1.12 Partialfaktorer/lastvirkninger (A) For geotekniske laster benyttes lastfaktor 1,0 for permanente laster og 1,3 for variable laster. (EC0: Tabell NA.A1.2(C), ref. /1/). For gunstige lastvirkninger, og for beregninger i ulykkesgrensetilstand, regnes det med partialfaktor 1,0 på lasta. A.1.13 Partialfaktorer grunnens egenskaper (M) & (R) Dimensjoneringsmetode 3 (generell geoteknisk prosjektering) Følgende gjelder for partialfaktor på effektiv friksjon (tan φ ) og kohesjon, udrenert skjærfasthet og tyngdetetthet etter dimensjoneringsmetode 3 (NA.A.3.2, ref. /2/): γ φ'(m2) = 1,25 / γ c (M2) = 1,25 / γ cu(m2) = 1,4 / γ γ(m2) = 1,0 Dimensjoneringsmetode 2 (peler) Følgende gjelder for partialfaktor på effektiv friksjon (tan φ ) og kohesjon, udrenert skjærstyrke og tyngdetetthet etter dimensjoneringsmetode 3 (Tabell NA.A.3.2, ref /2/): γ φ'(m1) = 1,0 / γ c (M1) = 1,0 / γ cu(m1) = 1,0 / γ γ(m1) = 1,0 Partialfaktor for motstand avhenger av pelenes installasjonsmetode. Alle peler i prosjektet er planlagt installert ved boring. Følgende partialfaktorer for motstand er da aktuelle: γ b (R2) = 1,3 γ s (R2) = 1,3 γ t (R2) = 1,3 γ s;t (R2) = 1,4 (Spissmotstand) (Sidefriksjon) (Total bæreevne, trykkpel) (Sidefriksjon for strekkpel) A.1.14 Partialfaktorer pelemateriale Følgende gjelder i forhold til stålpeler iht. Eurokode 3 (/12/ NA2010): γ M0 = 1,05 (Tverrsnittskapasitet uansett klasse) γ M1 = 1,10 (Kapasitet staver - instabilitet) γ M2 = 1,25 (Kapasitet strekkpåkjenning) RIG-NOT-001 Vedlegg A 22. april 2014 Side 5 av 5

14

15

16