R rev.03 Blomsterbyen. Områdestabilitet, beregningsgrunnlag

Transkript

1 Kommunalteknikk Rapport fra Geoteknisk avdeling R rev.03 Blomsterbyen. Områdestabilitet, beregningsgrunnlag Dato:

2

3 2 1. INNLEDNING 1.1 Prosjekt Blomsterbyen er et tett bebygd område som ligger innenfor kvikkleiresonen 189 Nardo Nordre, klassifisert i lav faregradsklasse. I forbindelse med fradeling og fortetting er det behov for dokumentasjon av sikkerhet mot skred iht. NVE veileder , ref./1/. Dokumentasjon av skredsikkerhet for hele sonen er et omfattende og kostbart prosjekt som ikke er gjennomførbart i forbindelse med små byggeprosjekt. 1.2 Oppdrag Kommunalteknikk ved Geoteknisk avdeling har tatt på seg å dokumentere skredsikkerhet for Nardo Nordre kvikkleiresone. Sommeren 2013 og 2015 gjennomførte geoteknisk avdeling grunnundersøkelser i Blomsterbyen for å skaffe datagrunnlag for å vurdere områdestabiliteten, ref./2/ og /3/. Denne rapporten inneholder beregningsgrunnlaget for stabilitetsutredning av Nardro Nordre kvikkleiresone. Beregningsgrunnlaget er basert på nye og relevante tidligere grunnundersøkelser i området. I rapporten er det angitt hvilke beregningsgrunnlag som skal benyttes i stabilitetsutredningen og hvilke sikkerhetsprinsipper som legges til grunn for vurderingene. Rapporten inneholder også tolkning av treaksial- og ødometerforsøk og utførte trykksonderinger (CPTU). Revurdering av faregradsklasse for Nardo Nordre kvikkleiresone er også presentert i rapporten. I henhold til NVE veileder , er det nødvendig at uavhengig foretak kvalitetssikrer områdestabilitetsvurderingen. Rambøll Norge AS har gjort uavhengig kvalitetssikring av beregningsgrunnlaget. Arbeidet er oppsummert i notat G-not-001 rev.01, datert , ref. /18/. Rambøll har godkjent beregningsgrunnlaget. 2. KVIKK- OG SPRØBRUDDLEIRE Berg Studentby Nardo Nordre Figur 1. Kvikkleiresonene Nardo Nordre og Berg studentby

4 3 Kvikkleiresone 189 Nardo Nordre ligger i Blomsterbyen og grenser mot kvikkleiresone 188 Berg Studentby mot nord vest, se figur 1. Berg Studentby er klassifisert i middels faregradsklasse på NVEs kvikkleirekart. Det er påvist kvikk- og sprøbruddleire både i nye og tidligere utførte grunnundersøkelser. NVE veileder , omhandler bygging i og nedenfor områder med sprøbruddmaterialer. Per definisjon er sprøbruddmaterialer leire med sensitivitet 15 og omrørt skjærfasthet < 2 KPa. Kvikkleire er et sprøbruddmateriale med omrørt skjærfasthet < 0,5 KPa. 3. GRUNNUNDERSØKELSER 3.1 Utførte grunnundersøkelser Utførte grunnundersøkelser sommeren 2013 med beskrivelse av grunnforhold er presentert i Trondheim kommunes datarapport: R1576 Blomsterbyen, kvikkleirekartlegging, 2013, ref. /2/. Høsten 2014 ble det gjennomført supplerende grunnundersøkelser med totalsonderinger og prøvetaking. Hensikten var å skaffe tilstrekkelig grunnlag til å bestemme utbredelse av kvikk- og sprøbruddleire og lagdeling i kvikkleiresonen. Supplerende grunnundersøkelser er presentert i Trondheim kommunes datarapport: R Blomsterbyen, supplerende grunnundersøkelser, 2014, ref. /3/. R Blomsterbyen, kvikkleirekartlegging, 2015, ref. /14/. 3.2 Tidligere grunnundersøkelser I beregningsgrunnlaget er det benyttet resultater fra relevante tidligere undersøkelser i området. Rapportene er listet opp nedenfor. Trondheim kommune: R.457 Prestekrageveien (TK1) R.732 Bru Torbjørn Bratts veg (TK2) R.1039 Blåklokkevegen 9 (TK3) R.1040 Smørblomstvegen (TK4) R.1295 Nissekollen barnehage (TK5) R.1321 Nissekollen barnehage (TK6) R.1393 Blåklokkevegen (TK7) R.1571 Bregnevegen. Nytt fortau (TK8) Rambøll Norge AS (også Kummenje og SCC): O.5341 Eneboligtomt, Blåklokkevegen A Bregneveien 17. Nybygg A Ombygging av kum 10164, Dybdahls veg Dybdals vei 13H (R1) Berg Studentby (R2) NGI: Trondheim kvikkleirekartlegging (NGI)

5 4 Borpunkt og resultat fra kommunenes rapporter og andre rapporter som er brukt i beregningsgrunnlaget er vist på situasjonskartet og i profilene. Forkortet rapportbetegnelse som er brukt på situasjonskart og profiler er vist i parentes bak rapporttittel i lista over. 4. BEREGNINGSFORUTSETNINGER 4.1 Generelt om vurdering av områdestabilitet Det er tidligere gjort grunnundersøkelser og stabilitetsvurderinger innenfor kvikkleiresonen, Nardo Nordre. Disse undersøkelsene er imidlertid utført lokalt i forbindelse med mindre tiltak i område, og det er lokalstabilitet som er vurdert for disse prosjektene. Stabilitetsberegninger skal utføres med beregningsprogrammet GeoSuite Stabilitet, som er en del av GeoSuite pakken. Stabilitetsberegningene skal utføres både på totalspenningsbasis (udrenert korttidstilstand) og effektiv spenningsbasis (drenert langtidssituasjon). Materialfaktor for totalspenningsanalyse vurderes som kritisk for terrengendringer eller lastendringer i forhold til dagens situasjon. Effektivspenningsanalyse vurderes som representativ for langtidssituasjon for skråningene slik de står i dag, eventuelt også for en sakte terrengendring dersom dette ikke medfører udrenerte spenningsendringer. 4.2 Revurdering av faregradsklasse for Nardo Nordre kvikkleiresone Revurdering av faregradsklasse er utført basert på nye grunnundersøkelser. Ny vurdering viser at faregraden for kvikkleiresone Nardo nordre ikke endres, den er den samme som før, dvs. lav, se bilag Terreng og grunnforhold Terrenget i området stiger mot øst, i grove trekk fra kote Terrenget stiger med helning 1:6 i gjennomsnitt, men helningen kan variere noe lokalt. Sammenligning med eldre kart viser at det er en del gjenfylte bekkedaler i området. I kvikkleiresonen Nardo Nordre, gikk bekkedalene i retning vest-øst, se kart fra 1952 i bilag 1. Fyllmassene er av ukjent kvalitet. Original grunn i område består av bløt til fast leire, som er siltig enkelte plasser. Leira er stedvis kvikk/meget sensitiv. Det ligger et sammenhengende lag av sprøbruddleire midt i kvikkleiresonen, ca fra Blåklokkevegen i vest og østover, frem til ca. midt mellom Kornblomstvegen og Bregnevegen. Laget av sprøbruddleire er avgrenset av Blåklokkevegen i nord og Fiolsvingen i sør. Utenfor dette området viser leira ikke sprøbruddegenskaper, med unntak av noen mulige lokale forekomster. Øst og sør på området er sonderingene i all hovedsak avsluttet mot antatt fjell. I Prestekragevegen er fjell påtruffet mindre enn 3,4 meter under terreng. Sør for barnehagen er antatt fjell påtruffet 5 meter under terreng. Løsmassemektigheten i kvikkleiresonen øker mot nordvest, der det er boret over 40 meter uten å treffe fjell. En beskrivelse av grunnforhold i hvert av beregningsprofilene ble gitt i datarapporten fra de opprinnelige grunnundersøkelsene, ref. /2/. Basert på supplerende grunnundersøkelser ble beskrivelsene revidert, se nedenfor.

6 5 Profil A Under et topplag av tørrskorpeleire eller fyllmasser består grunnen av fast leire ned til antatt fjell. Supplerende grunnundersøkelser bekrefter dette. (I datarapporten ble det antatt et lag spørbruddleire basert på sonderingsmotstand alene). Nederst i skråningen, i punkt TK2-7 og TK2-8, er det ingen økning i sonderingsmotstand fra kote ca Fra kote ca. 53 viser begge sonderingene økt rotasjon. Det vil si fast grunn til antatt fjell på ca. kote 49 i TK2-8. (I den første datarapporten ble det antatt sprøbruddleire her). For å verifisere denne antagelsen ble det supplert med totalsondering og prøvetaking i punkt 21. Prøvetakingen viser fast siltig leire til antatt fjell ved ca. kote 43. Oppe i skråningen mot Fiolsvingen i punkt 1, er det i den første datarapporten antatt sprøbruddleire basert på sonderingsmotstand. Prøver er tatt opp i det nye punkt 23 for å kontrollere dette. Prøvetaking viser fast siltig leire. Det ble i tillegg tatt opp prøver i punkt 22 ved siden av det gamle punktet TK6-7, de viser lignende siltige leire som i punkt 23. Fjellforløp er antatt basert på sonderingsresultat. Fjell er antatt dypere enn en rett linje mellom punktene TK6-6 og 21. Dette er en konservativ antagelse. Profil B Grunnen består av tørrskorpeleire over middels fast leire i Smørblomstvegen (punkt 3), men oppover i skråningen, i Kornblomstvegen (punkt 2), er det påvist bløt til middels fast kvikkleire 12 m under terreng, og antatt sprøbruddleire fra 7 til 17 m under terreng (fra ca kote 77 til kote 67). På toppen av skråningen, ved Bregnevegen antas grunnen å bestå av fast leire over fjell. Det er utført en supplerende sondering ved Blåklokkevegen, punkt 24, for å finne ut om laget av sprøbruddleire strekker seg vestover mot Blåklokkevegen. Sondering 24 tyder ikke på at det er sprøbruddleire i grunnen. Den viser fast grunn til grunt fjell, ca 6,5 m under terreng. Et meget fast leirelag er antatt påtruffet dypt i punktene TK8-4 og 2. Denne antagelsen er basert på sonderingsresultatene der er det brukt slagboring eller økt boretid, noe som tyder på meget fast leire. Antatt fjellforløp er hovedsakelig basert på sonderingsresultat. Ved punkt TK8-4 er fjellet antatt å ligge ca. 8-9 m under det meget faste laget, som det er brukt slag for å bore gjennom. Ved punkt 19, som er trukket inn i profilet, er fjellinjen konservativt tegnet dypere enn det som er vist på sonderingsresultat. Et lineært fjellforløp mellom punkt 2 og 19 vil redusert antatt løsmassemektighet og dermed tykkelsen av sprøbruddleirelaget. Profil C Grunnen i foten av skråningen, ved Smørblomstvegen (punkt 5), består av tørrskorpeleire over middels fast leire. Leira er middels sensitiv. Oppe i skråningen, ved Blåklokkevegen, består grunnen av tørrskorpeleire over siltig leire (TK3-1). Høyere oppe i skråningen, ved Kornblomstvegen (punkt4), er det påvist kvikkleire 12 og 14 m under terreng, og antatt/påvist sammenhengende sprøbruddleire fra 9 til 19 m dybde (kote 75,50 til 65,50). På toppen av skråningen, ved Bregnevegen er det antatt siltig leire over fjell. Fjellforløpet er hovedsakelig antatt basert på sonderingsresultat. Antatt fjellinje er i samsvar med beliggenhet av sprøbruddleire i profilet. Ved punkt TK8-4 og punkt 19 der

7 6 begge punktene er trukket inn i profilet, er fjellinjen konservativt tegnet dypere enn det som er vist i sonderingsresultatet. Et lineært fjellforløp mellom punkt 2 og 19 vil redusert antatt løsmassemektighet og dermed tykkelsen av sprøbruddleirelaget. Valgt linje for fjellforløp er en konservativ antagelse. Profil D Grunnen nederst i skråningen består av tørrskorpeleire eller fyllmasser 1 over siltig leire til stor dybde. Leira er ikke kvikk eller meget sensitiv. Høyere opp i skråningen, i Blåklokkevegen (punkt 7), er det påvist et tynt lag middels fast sprøbruddleire under 4 m dybde (kote 66). Derunder er leira middels fast og ikke kvikk eller meget sensitiv. I Kornblomstvegen (punkt 6) er det påvist bløt til middels fast kvikkeleire i flere dybder under 8 m dybde, ca kote 76, og antatt sprøbruddleire fra kote 79 til kote 62. I punkt 17, lenger oppe i skråningen, er det påvist kvikkleire 10,50 m under terreng, sprøbruddleire 10 og 12 m under terreng og antatt sprøbruddleire fra kote ca.84,4 til kote 79,2. Leira er fra middels fast til fast og siltig. Øverst i skråningen, ved Bregnevegen, er det fyllmasser over middels fast til fast siltig leire. Denne Leira er ikke kvikk eller meget sensitiv. I den første undersøkelsen, ref. /2/, ble det påvist et tynt lag av sprøbruddleire i punkt 7 og et ganske tykt lag av sprøbruddleire i punkt 6. For å bestemme tykkelse av laget mellom de to punktene ble det gjort en supplerende sondering og tatt opp prøver i punkt 20. Det ble påvist et tykt lag av kvikk- og sprøbruddleire i punkt 20 fra kote ca. 81 til 55. Et meget fast leirelag er antatt påtruffet dypt i punktene 6, 20, 7 og 8 der er det brukt slagboring eller økt boretid under sondering. Antagelse av fjellforløp er basert på sonderingsresultat der det foreligger, ellers er fjellet antatt å ligge dypere enn fast grunn i punkter hvor boringene er avsluttet i meget fast grunn. Ved punkt 20 er fjellet konservativt antatt å ligge dypere enn det som er vist i sonderingsresultatet. Profil E Grunnen i foten av skråningen, mot Dybdahls veg, består av tørrskorpeleire over middels fast til fast siltig leire til stor dybde. Leira er ikke kvikk eller meget sensitiv. Lenger opp, i Blåklokkevegen (punkt 9), er det påvist bløt sprøbruddleire fra 4 m dybde og bløt kvikkleire 7 m under terreng. Basert på sonderingsresultat og prøvetaking antas det sprøbruddleire fra 4 til ca 12,5 m dybde, kote 65,50 til 57. Derunder er leira middels fast og ikke kvikk. I Kornblomstvegen (punkt 6) er det påvist bløt til middels fast kvikkeleire i flere dybder under 8 m dybde, ca kote 76, og antatt sprøbruddleire fra kote 79 til kote 62. I punkt 18 består grunnen av tørrskorpeleire over middels fast til fast leire som ikke er kvikk, ned til fjell. Punkt 18 er trukket inn i profilet, nord for punkt 18 ligger punkt 17 som viser et tynt lag kvikkleire. Beliggenhet av sprøbruddleire er derfor justert i punkt 18 og trukket lenger opp i skråningen basert på resultat i punkt 17. Beliggenhet av sprøbruddleira er tilpasset både resultat i punkt 17 og 18, samt terreng- og fjellforløp. Øverst i skråningen, ved Bregnevegen (punkt TK8-2), består grunnen under et topplag av fyllmasser av middels fast til fast siltig leire til fjell. Det er gjort en supplerende sondering og prøvetaking i et nytt punkt 26 for å finne ut hvor langt laget av sprøbruddleire i punkt 9 strekker seg mot Smørblomstvegen. 1 Alle påtruffet fyllmasser i dette profilet er modellert som tørrskorpeleire, siden det ikke er et sammenhengende lag.

8 7 Sonderingsresultatet tyder ikke på sensitiv leire og prøvetakingen viser ingen sensitiv lag, men fast siltig leire til antatt fast grunn som er påtruffet 44,5 m under terrenget. Et meget fast leirelag er antatt påtruffet dypt i punktene TK8-2, 6, 9, 26 og 10. Antagelsen er basert på sonderingsresultat. Profil F Nederst i skråningen tyder sondering 15 på alt leira ikke er kvikk eller sensitiv. Oppe i skråningen, ved Blåklokkevegen (punkt 16), er det påvist et tynt lag kvikkleire 8 m under terreng på ca kote 66,50. Ellers er leira middels fast til fast til stor dybde og den er ikke antatt å være kvikk/meget sensitiv. Profil G Sondering 11 og 12 tyder på leireavsetninger til stor dybde, og at leira i grove trekk ikke antas å være kvikk eller meget sensitiv. I punkt 17, lenger oppe i skråningen, er det påvist kvikkleire 10,50 m under terreng, sprøbruddleire 10 og 12 m under terreng og antatt sprøbruddleire fra kote ca. 84,4 til kote 79,2. Leira er fra middels fast til fast og siltig. Et meget fast leirelag er antatt påtruffet dypt i punktene 11 og 12. Antagelsen er basert på sonderingsresultat. Profil H I Blåklokkevegen, punkt 13, består grunnen av tørrskorpeleire eller fyllmasser over middels fast til fast siltig leire til stor dybde. Leira er middels sensitiv. I punkt 17, lenger sør, er det påvist kvikkleire 10,50 m under terreng, sprøbruddleire 10 og 12 m under terreng og antatt sprøbruddleire fra kote ca. 84,4 til kote 79,2. Leira er fra middels fast til fast og siltig. Et meget fast leirelag er antatt påtruffet dypt i punktene 13 og 14. Antagelsen er basert på sonderingsresultat. Vanninnholdet i leira i området varierer fra 20 til over 40 %. 4.4 Grunnvann- poretrykk Det er installert 2 hydrauliske poretrykkmålere i punkt 6 på 2 ulike nivåer, 10 og 15 m under terrenget. Poretrykkmålinger i dette punktet i perioden fra september til og med november 2013 tyder på at grunnvannstanden ligger 4,6 m under terreng. Poretrykket øker mindre enn hydrostatisk med dybden, dette er registret ca. i midten av kvikkleiresonen. Poretrykksregistrering er vist i bilag 5. Ved punkt TK7-1, som ligger ca. 300 m vest for punkt 6, er observert grunnvannstand på ca. samme nivå, 4,7 under terrenget på nesten samme årstiden, august Det foreligger ingen annen informasjon om målingen enn det som står i data rapporten. Sør i sonen ble det, i 1988, målt grunnvannstanden ved å installere en elektrisk poretrykksmåler i punkt TK2-5 i 4 m dybde under terrenget. Poretrykksmålingen tyder på en del variasjon av grunnvannstand med årstid. Grunnvannstanden var maksimum ca. 1 m under terrenget og poretrykket var hydrostatisk med dybden. I tabell 1, oppsummeres poretrykksmålinger som er utført i området. I beregningene er grunnvannstanden modellert basert på målte verdier. En hydrostatisk poretrykksfordeling er benyttet i beregningene. De registrerte verdiene representerer trolig maksimale nivåer for grunnvannstanden fordi registreringer er gjort om høsten. Generelt kan det forventes at målt grunnvannstand er høyest om høsten.

9 8 Tabell.1 Oppsummering av poretrykkmålinger Rapport nr., borhull nr. GV dybde (m) GV kote (m) Poretrykksøkning R1576, 6 4,6 + 79,10 Mindre enn hydrostatisk med dybden R.1393 (TK7), 1 4,7 +59,53 Ukjent R.732(TK2), ,82 Hydrostatisk med dybden 4.5 Beregningsprofiler Grunnundersøkelser dekker nesten hele område innenfor kvikkleiresonen i 8 profiler til sammen, men stabiliteten skal kun vurderes i 5 profiler. De representative profilene er prioritert på grunnlag av terreng- og grunnforhold, se tabell 2. Plassering av profilene er vist på situasjonskart, tegning 102, og profiler med antatte laggrenser er vist på tegning Nye og gamle boringer er brukt som basis for lagdeling. Tabell.2 Oversikt over beregningsprofiler Profil, se tegn. 02 A og B C og D Profil tegning 111 og og 114- rev.01 E 115- rev.01 Repr. profiler for beregninger B D E Begrunnelse 1-Bratt terreng. 2- Representativ for terrengforløp nordøst mot sørvest. 3- Lag av sprøbruddleire. 1-Samme terreng forhold i alle profilene. 2-Det tykkeste sprøbruddlaget er antatt i profil D. 3- Varierende grunntype i profil D. 4-Mange boringer ligger i profil D, mer enn i B og C, som gir mer grundig vurdering av grunnforhold, i tillegg ligger CPTU og poretrykkmåling i Profil D, som gir bedre antagelse på parametere og skjærstyrke. 5- Alle profiler representerer terreng forløp øst-vest. 1- Bratt terreng. 2- Et sammenhengende sprøbruddlag. 3- Representativ for terrengforløp øst-nordvest. F 116 F 1-Ganske flat med et grunt og tykt kvikkleire lag. Stabiliteten bør vurderes lokale bratte skråninger 2- Representativ for terrengforløp sørøst-nordvest. G og H 117- rev.01 og 118- rev.01 H 1-Begge to har ganske flat terreng med liten lomme av kvikkleire. Stabiliteten bør vurderes lokalt i noen raviner som er brattere i profil H enn G. 2- Representativ for terrengforløp sørøst mot nordvest i G og sør mot nord i H. 4.6 Geometrieffekter Stabilitetsberegninger skal utføres uten å ta hensyn til 3D-effekter. Det vil si at profilenes bredde antas å være uendelig. Dette er en konservativ antagelse.

10 9 5. MATERIALPARAMETERE 5.1 Tyngdetetthet Laboratorieundersøkelser er benyttet for å bestemme tyngdetetthet for de stedlige massene. 5.2 Udrenert skjærfasthet Udrenert skjærfasthet er bestemt ut fra resultat tolket fra CPTU-sonderinger samt konusforsøk, enaksiale trykkforsøk og aktive treaksialforsøk på 54 mm prøver. Resultat fra CPTU sonderinger er vist i tegning 31 og 32, og tolket aktiv skjærfasthet fra CPTU er vist i tegninger 171, 172, 174 og 175. Tolkning av CPTU sonderingene er utført på grunnlag av poretrykksfaktoren N u og spissmotstandsfaktoren N kt og spissfaktoren N ke, som gitt i ref. /4/: Poretrykkbasert Spissmotstandbasert Spissfaktorbasert s ua =(u 2 -u 0 )/N u s ua =(q t -σ v0 )/N kt s ua =(q t -u 2 )/N ke Det er lagt hovedvekt på følgende verdier ved bestemmelse av aktiv udrenert skjærfasthet basert på N kt og N u som funksjon av OCR og I p : S t <15: N kt =7,8+2,5*logOCR+0,082*I p S t >15: N kt =8,5+2,5*logOCR N u =6,9-4,0*logOCR+0,07*I p N u =9,8-4,5*logOCR OCR og I p er henholdsvis overkonsolideringsgrad og plastisitetsindeks. OCR bestemmes vanligvis på grunnlag av ødometerforsøk, men resultat fra ødometerforsøkene viser at prøvene sannsynligvis er forstyrret. Derfor er det antatt verdi for OCR som er brukt i CPTU-tolkning. Leira er antatt normalkonsolidert, dette er en konservativ antagelse. I p er bestemt ved laboratorieundersøkelser. OCR-design linjen er brukt som grunnlag for å tolke SuA som funksjon av OCR og I p. Parametrene som ble brukt i tolkning av CPTU er plastisitetsindeksen, in situ poretrykk, romvekt og sensitivitet. Disse er bestemt ved felt- og laboratorieundersøkelser. Aktiv udrenert skjærfasthet er tolket basert på N u, N kt og N ke som funksjon av B q. følgende formler er lagt til grunn ved tolkningen: N u =1,8+7,25*B q N kt =18,7-12,5*B q S t <15: N ke =11,5-9,05*B q S t >15: N ke =12,5-11,0*B q B q er poretrykksforhold tolket fra CPTU.

11 10 Tolkning av skjærfasthet basert på spissfaktoren, N ke, for hull 6 gir langt større variasjon i beregnede verdier enn verdi tolket på basis av poretrykksfaktoren N u og spissmotstandsfaktoren N kt. Derfor er tolkningen basert på N ke fjernet fra tegningene for dette punktet, dette er gjort for å gi lesbar tegning. Ved tolking av CPTU er det benyttet romvekt kn/m 3, avhengig av laboratorieundersøkelsen i det aktuelle punktet eller i nærliggende punktene. In situ poretrykk er bestemt ved poretrykksmålinger i de aktuelle punkter, eller vurdert ut fra måling i nærliggende punkter, se avsnitt 4.4. Sensitiviteten er vurdert på grunnlag av konusforsøkene. Generelt er N u benyttet ved B q verdi (poretrykksrespons) høyere enn 0,5 og N kt er benyttet ved B q lavere enn 0,5. For de valgte korrelasjonene for N u og N kt faktorene skilles det mellom leire med sensitivitet (St) lavere og høyere enn 15. Designverdien for aktiv udrenert skjærfasthet er vist med stiplet linje i tolkningsdiagrammene i tegningene 171, 172, 174 og 175. Designverdien er sammenlignet med tolket SHANSHEP skjærstyrke og er antatt å ligge på ca. samme nivå for skjærstyrke for normalkonsolidert leire, s unc =0,28p 0. SHANSHEP fastheten er beregnet vha følgende formelen: s ua =α p 0 OCR m hvor α og m er faktorer, p 0 er in situ effektivspenning og OCR er overkonsolideringsgrad. Her er det valgt α=0,30 og m=0,60 for tolking av aktiv skjærstyrke, ref /4/. Det er brukt samme α- og m- faktor i hele området, mens p 0 varierer for hvert punkt. OCR designlinje er lagt til grunn i S ua tolket fra SHANSHEP. OCR- design er tolket basert på OCR fra ødometerforsøkene, i det aktuelle punktet eller i nærliggende punkter, korrigert mot overkonsolideringsgraden tolket fra CPTU. Tolkning av OCR fra CPTU sonderingene er utført på grunnlag av spissmotstandsfaktoren N kt og poretrykksfaktoren N u, som er gitt i ref. /15/. På basis av spissmotstanden er følgende forhold benyttet i tolkningen: OCR= ( ) pc (spissmotstandbasis)=.#$ a For poretrykkfaktor er følgende forhold benyttet: OCR= (&'&($$ ) pc (poretrykksbasis)=..#. a der; α = normalkonsolideringsforhold. Det er benyttet 0,28 i tolkningen N kt = spissmotstandsfaktor. N kt = 10 er benyttet i tolkningen N u = poretrykksfaktor. N u = 8 er benyttet

12 11 Tidligere terrengnivå er anslått basert på parametere fra ødometerforsøk og målt grunnvannstand i det aktuelle punktet eller i nærliggende punkter, se tabell 4. OCR fra Ødometerforsøkene viser en verdi på mindre enn 1. Derfor er denne verdien justert til 1 i beregningene. I større dybder der det ikke foreligger målinger, er det antatt økende skjærfasthet med dybden. Det er gjort ekstrapolering av overliggende målinger. I Geosuite legges det inn en fasthetsreduksjon på 15 % av design aktiv skjærfasthet for kvikk- og sprøbruddmateriale når denne er bestemt fra CPTu (fasthetsreduksjonen legges inn i beregningene, ikke ved tolking av skjærfastheten). Vurdering av leiras sensitivitet er basert på utførte laboratorieundersøkelser og vurdering/ tolkning av sonderinger (trykk- og dreietrykksondering). For den faste leira er det valgt designverdier for udrenert skjærfasthet ut fra en vurdering av tilgjengelige grunnundersøkelser som er relevante for det enkelte profil og SHANSHEP. 5.3 Effektiv skjærfasthet Bestemmelse av effektive skjærfasthetsparametere for leira er basert på tidligere utførte treaksialforsøk. For andre jordarter er det brukt erfaringsverdier. Det er ikke kjørt treaksialforsøk derfor er det resultat fra tidligere rapporter som er benyttet. Benyttede verdier er vist i tabell 3. Detaljert tolkning av treaksialforsøk er vist i bilag 2. Friksjonsvinkel for leire 2, antatt fast leire basert på sonderingsmotstand, er antatt 27 grader. CPTU i punkt 4 og 6 legges til grunn for den antagelsen. Det er benyttet faktorer B q og N m fra figur 5.28 i ref. /15/ for å anta friksjonsvinkel. Nm og Bq er tolket fra CPTU, det er brukt gjennomsnittverdi fra dybde m for de to faktorene, se bilag 6. Antatt friksjonsvinkel iht. denne metoden ligger mellom grader, konservativt brukes det i beregninger laveste verdi 27 grader. Leire 3 representerer det meget faste laget som ligger i overgangen til fjell der det er brukt slag for å bore gjennom. Figur 2.39 i SVV håndbok 220, ref. /12/ gjelder ikke for meget fast leire. Antagelsen er basert på erfaring. Tabell 3 Benyttede verdier for effektiv skjærfasthet. Materiale Friksjonsvinkel Tangent (-) Attrak-sjon Kohesjon Bakgrunn ( ) (kpa) (kpa) Tørrskorpeleire 31 0, Erfarings-verdi Leire , ,5 Treaks- R Leire ,6 Fra CPTUtolkning i punkt 4 og 6 Leire , ,7 Erfarings-verdi Fyllmasser 27 0, Erfarings-verdi Sprøbruddleire 22 0,4 5 2 Erfarings-verdi

13 Overkonsolidering Tolking av de utførte ødometerforsøkene er vist i tabell 4. Detaljert tolkning av ødometerforsøkene er vist i bilag 3. Tabell 4 konsolideringsgrad fra utførte ødometerforsøk Rapport nr., borhull nr. R.1576, 4 R.1576, 4 R.1576, 6 R.1576, 6 R.732 (TK2), 2 Dagens terreng kote (NN2000) GVS (m under terreng) γ (kn/m 3 ) Dyp (m) Tolket p c (kpa) p 0 (kpa) OCR = p c /p 0 kommentar 84,47 4, , ,88 0,86 Noe forstyrret 84,47 4, , ,00 0,83 Noe forstyrret 83,70 4, , ,50 - forstyrret 83,70 4, , ,50 - forstyrret , ,8 3 - Prekonsolideringsspenningen der den er tolket, punkt 4, er funnet å være mindre enn dagens effektivspenning, eneste fornuftig forklaring på dette er prøveforstyrrelser. For punkt 6 tyder resultat fra ødometerforsøk på at prøven er forstyrret. Vurdering av resultat for dette punktet gir OCR verdi langt under 1, dette skyldes trolig prøveforstyrrelse. Derfor er resultat for punkt 6 ikke vedlagt, kun vist i tabell 1. OCR er derfor antatt lik ca. 1 for normalkonsolidert leire i CPTU tolkning, ette er en konservativ vurdering. Ødometerforsøk og CPTU-tolkning viser da at leira er normalkonsolidert. Overkonsolideringsgrad tolket fra tidligere utførte ødometerforsøk, rapport TK2-R.732, er antatt å ligge på ca. 3. Den kan stemme for masser som ligger i daler eller i raviner, og som kan ha blitt overkonsolidert. Overkonsolideringsgrad tolket fra CPTU i punkt 4 viser et resultat som ca. tilsvarer resultatet tolket fra ødometerforsøk i dette punktet. OCR tolket fra CPTU med OCR-design er vist i tegningene 173 og Anisotropi og tøyningskompatibilitet I beregningene tas det hensyn til spenningsanisotropien i leira. Udrenert skjærfasthet varierer med hovedspenningene (ADP-analyse). Utgangspunktet er udrenert aktiv skjærfasthet s ua som er tolket fra CPTU-sonderingene og laboratorieundersøkelsene. Direkte og passiv skjærfasthet er beregnet ut fra følgende formler fra NIFS: s ud =0,63s ua s up =0,35s ua Det er benyttet faktorer basert på anbefalinger i NIFS-rapporten Dp , ref. 17. Det er ikke utført treaksialforsøk i dette prosjektet. De anvendte anisotropiforholdene er i henhold til erfaringer fra tidligere forsøk utført av flere konsulentfirmaer. Bruk av de angitte verdier vurderes å ta hensyn til prinsippet om tøyningskompatibilitet. Det samme gjelder fasthetsreduksjon på 15 % som er foretatt for sprøbruddleire når designskjærfasthet

14 13 er bestemt på grunnlag av CPTU, og som skal ivareta både sprøbruddegenskaper og prinsippet om tøyningskompatibilitet. Benyttede anisotropifaktorer for sprøbruddleire er: 0,85-0,63-0,35. Det er også tatt hensyn til tøyningskompatibilitet ved at så vel effektive skjærfasthetsparametere som udrenert skjærfasthet tolket fra treaksialforsøk, er tatt ut ved tilnærmet like deformasjoner (1-1,5 % ). 5.6 Kvalitet av undersøkelser Grunnundersøkelsene ble utført i henhold til NGF meldinger og håndbøker fra Statens vegvesen, ref. /5/ - /13/. Vi gjør oppmerksom på at totalsonderingene ved større dybder (faste masser) ikke er utført etter normal prosedyre. Det vil si at det er utførelsesavvik. Når boretiden økes er det svært lite økning i motstanden. Økningen i boretiden tyder imidlertid på at motstanden økes. Det ble ikke brukt økt rotasjon fordi dette kan føre til stangbrudd. De to utførte CPTU sonderinger har mer enn 2 helling i bunnen av sonderingene. Grunnen til det er at sonderingene er ført til stor dybde. Resultatene ble ikke korrigert for dette avviket fordi det ble vurdert at helningen, i den store sammenhengen, ikke har noe stor betydning for tolket lagdelingen. CPTU-sonden ble sist kalibrert og hadde dermed tilfredsstillende kvalitet i henhold til NGF melding nr.5, ref. /6/, på det tidspunkt sonderingene ble utført. Anvendelsesklasse for CPTU er vist i datarapport R1576. Det er ikke utført nye treaksialforsøk, og det er ikke grunnlag for å vurdere prøvekvalitet av eldre treaksialforsøk. Kvaliteten på prøver er vurdert basert på enaksialforsøk. NGF-melding nr. 11, ref. /16/ er lagt til grunn for vurderingen. Prøver anses stort sett som gode med lite prøveforstyrrelse der bruddindikasjon ved aksialtøyninger på de aller fleste prøver er mindre enn 5 %. 5.7 Krav til materialkoeffisient Tiltakskategori og krav til sikkerhetsfaktor er gitt i NVE veileder , i tabell 5.2. Siden dette er en generell kvikkleirekartlegging vurderes skredsikkerhet i forhold til tiltakskategori K4 siden denne stiller strengest krav til sikkerhetsnivå. På NVEs kvikkleirekart er Nardo Nordre klassifisert i lav faregradsklasse. Revurdering av faregradsklasse for kvikkleiresonen, bilag 4, viser at faregraden er den samme som før (lav). Tiltakskategori K4 i kvikkleiresone klassifisert i lav faregradsklasse før utbygging, krever sikkerhetsfaktor F 1,4. Hvis tilfredsstillende sikkerhetsfaktor ikke kan oppnås stilles det krav til forbedring av stabiliteten. Utredningen av skredsikkerhet må kvalitetssikres av uavhengig foretak, dette er i henhold til NVEs kvikkleireveileder 6. REFERANSER 1. NVE veileder : Sikkerhet mot kvikkleireskred april Rapport R1576: Blomsterbyen, Kvikkleirekartlegging. Datarapport, Rapport R1576-4: Blomsterbyen, supplerende grunnundersøkelser. Datarapport,

15 14 4. Karlsrud, K., Lunne, T.Kort, D.A., Strandvik, S. (2005) CPTU Correlations for Clays, NGI-rapport datert 10.januar NGF melding nr. 3 Dreiesondering 6. NGF melding nr. 5 Trykksondering 7. NGF melding nr. 6 Grunnvannstand og poretrykk 8. NGF melding nr. 7 Dreietrykksondering 9. NGF melding nr. 9 Totalsondering 10. Statens vegvesen, håndbok R11, Feltundersøkelser 11. Statens vegvesen, håndbok V222, Geoteknisk felthåndbok 12. Statens vegvesen, håndbok V220, Geoteknikk i vegbygging 13. Karlsrud, Kjell (2003) Stabilitetsanalyser av skråninger, skjæringer og fyllinger Kurs mai 2003, Rica Hell Hotell 14. R1576-5: Blomsterbyen, kvikkleirekartlegging. Datarapport, T. Lunne, P.K. Robertson and J.J.M. Powell Cone Penetration Testing in geotechnical practice 16. NGF melding nr. 11 Veiledning for prøvetaking 17. NIFS rapport Dp. 6 Kvikkleire : En omforent anbefaling for bruk av anisotropifaktorer i prosjektering i norske leirer 18. Notat G-not-001 rev , Rambøll, datert TEGNINGSLISTE Tegning Revisjon Tema Oversiktskart Situasjonskart, målestokk 1: Profil A Profil B Profil C Profil D Profil E Profil F Profil G Profil H CPTU P4 sonderingsresultat CPTU P6 sonderingsresultat CPTU P4 tolkning, sua, OCR-basis CPTU P4 tolkning, sua, Bq-basis CPTU P4 tolkning, OCR

16 15 Tegning Revisjon Tema CPTU P6 tolkning, sua, OCR-basis CPTU P4 tolkning, sua, Bq-basis CPTU P6 tolkning, OCR 8. BILAGLISTE Bilag Revisjon Tema Ing. Dahls kart fra Tolkning av treaksialforsøk Tolkning av ødometerforsøk Revurdering av faregradsklasse Nardo Nordre kvikkleiresone Poretrykkmåler (innleste data) i punkt Vurdering av friksjonsvinkel for leire 2 basert på figur 5.28 fra ref. /15/. Nm graf fra CPTU i punkt 4 og 6

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29 Udrenert skjærfasthet sua (kpa) i punkt 4 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300, sunkt, St<=15 sundu, St<=15 sunkt, St>15 sundu, St>15 Konus e (m) Dybde Enaks Treaks Normalkonsolidert Shansep ved varierende OCR SuA-Design

30 Udrenert skjærfasthet SuA (kpa)i punkt 4 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300, e (m) Dybde 10 sunke, St<=15 sunke, St>15 sunkt sundu Konus Enaks Treaks Normalkonsolidert Shansep varierende OCR SuA-Design

31 Overkonslideringsgrad OCR 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5, OCR_spissmotstand OCR_poretrykk Dybd de (m) OCR_ødometer OCR-Design basert på korrigert OCR fra Ødom

32 Udrenert skjærfasthet SuA (kpa) i punkt 6 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300, sunkt, St<=15 sundu, St<=15 sunkt, St>15 sundu, St>15 Dybd de (m) Konus Enaks Treaks Normalkonsolidert Design sua Shansep-varierende OCR

33 Udrenert skjærfasthet SuA (kpa) i punkt 6 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300, Dybd de (m) sunkt sundu Konus Enaks Treaks Normalkonsolidert SuA-Design Shansep-varierende OCR

34 Overkonslideringsgrad OCR 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5, OCR_spissmotstand OCR_poretrykk Dybd de (m) OCR_ødometer OCR-Design basert på korrigert OCR fra Ødom

35 R Blomsterbyen, områdestabilitet Beregningsgrunnlag Bilag 1 Ing. Dahls kart fra 1952

36

37 R Blomsterbyen, områdestabilitet Beregningsgrunnlag Bilag 2 Tolkning av treaksialforsøk

38 Attraksjon(a)=10 tan phi=0,44 phi=23,7 grader

39 Attraksjon(a)= 10 tan phi= 0,45 phi=24,2

40 R Blomsterbyen, områdestabilitet Beregningsgrunnlag Bilag 3 Tolkning av ødometerforsøk

41 TRONDHEIM KOMMUNE Ødometerforsøk Kommunalteknikk Prosj. : R1576 Blomsterbyen Boring 4 Dato : GEOTEKNISK FAGGRUPPE Operatør 8da Tegn. Nr. 81 ØDOMETERFORSØK Modul Spenning σ' (KN/m 2 ) Tøyning ,00 2,00 4, ,00 8,00 10,00 Kompresjonsmodul M (KN/m 2 ) ,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 Relativ deformasjon ε( %) 24,00 26, ,00 30,00 32, , Spenning σ' (KN/m 2 ) Pc'=150 Kpa Lab. Nr: Hull Nr. Dybde P 0 ' P c ' OCR Jordart Anm ,32m KVIKKLEIRE, siltig

42 TRONDHEIM KOMMUNE Ødometerforsøk Kommunalteknikk Prosj. : R1576 Blomsterbyen Boring 4 Dato : GEOTEKNISK FAGGRUPPE Operatør 8da Tegn. Nr. 82 ØDOMETERFORSØK Modul Spenning σ' (KN/m 2 ) Tøyning ,00 2, Kompresjonsmodul M (KN/m 2 ) ,00 6,00 Relativ deformasjon ε( %) , , Spenning σ' (KN/m 2 ) Pc'=190 KPa Lab. Nr: Hull Nr. Dybde P 0' P c' OCR Jordart Anm ,40m LEIRE, siltig

43 Pc'=170 Kpa

44 R Blomsterbyen, områdestabilitet Beregningsgrunnlag Bilag 4 Faregradsklassifisering av Nardo Nordre kvikkleiresone i forhold til NGI rapport rev. 3

45 Rapportnr R Saksbehandler Shna Blomsterbyen, Dato Rapportnavn områdestabilitet Bilag 4 Revidert faregradsklassifisering av Nardo Nordre kvikkleiresone ref: NGIs rapport datert 31 august Revisjon 3 datert 8 oktober 2008 "Program for økt sikkerhet mot leirskred, Metode for kartlegging og klassifisering av faresone, kvikkleire" Faregradsklasse Vurdering Evaluering av faregrad Faregrad, score Faktor Vekttall Poeng Score Kommentar Faktor Vekttall Tidligere skredaktivitet ingen Tidligere skredaktivitet 1 Høy Noe Lav Ingen Skråningshøyde, m >30 Skråningshøyde, m 2 > <15 Tidligere/nåværende terrengnivå (OCR) (1,0-1,2)Tolking av odometer Tidligere/nåværende terrengnivå (OCR) 2 1,0-1,2 1,2-1,5 1,5-2,0 >2,0 Poretrykk, overtrykk, kpa Hydrostatisk målt i punkt 6 Poretrykk, overtrykk, kpa 3 > Hydrostatisk Poretrykk, undertrykk, kpa (0-20) målt i punkt 6 Poretrykk, undertrykk, kpa -3 >-50 -(20-50) -(0-20) Hydrostatisk Kvikkleiremektighet >H/2 Kvikkleiremektighet 2 >H/2 H/2-H/4 <H/4 Tynt lag Sensitivitet >100 Sensitivitet 1 > <20 Erosjon Ingen Erosjon 3 Aktiv/Glidning Noe Lite Ingen Inngrep, forverring Ingen Inngrep, forverring 3 Stor Noe Lite Ingen Inngrep, forbedring Lite ( en del gjenfylte bekkedaler) Inngrep, forbedring -3 Stor Noe Lite Ingen Sum poeng (score x vekttall): 15 Sum % av maksimal poengsum 100 % 67 % 31 % 0 % Beregnet faregradsklasse Lav Faregrad 0,29 Skadekonsekvens Vurdering Evaluering av skadekonsekvens Konsekvens, score Faktor Vekttall Poeng Score Kommentar Faktor Vekttall Boligenheter, antall Tett>5 Boligenheter, antall 4 Tett>5 Spredt>5 Spredt<5 Ingen Næringsbygg, personer >50 Næringsbygg, personer 3 > <10 Ingen Annen bebyggelse, verdi Stor Annen bebyggelse, verdi 1 Stor Betydelig Begrenset Ingen Vei, ÅDT Vei, ÅDT 2 > <100 Toglinje, baneprioritet Ingen Toglinje, baneprioritet Ingen Kraftnett Lokal Kraftnett 1 Sentral Regional Distribusjon Lokal Oppdemning/flom Liten Oppdemning/flom 2 Alvorlig Middels Liten Ingen Sum poeng (score x vekttall): 30 Sum % av maksimal poengsum 100 % 67 % 33 % 0 % Beregnet skadekonsekvensklasse Alvorlig Skadekonsekvens 0,67 Risiko (skadekonsekvens x faregrad) 1961 Risikoklasse: 4 Faregradsklasser Skadekonsekvensklasser 1 Lav 2 Middels 3 Høy 1 Mindre Alvorlig 2 Alvorlig 3 Meget Alvorlig Risikoklasse

46 R rev.01 Blomsterbyen, områdestabilitet Beregningsgrunnlag Bilag 5 Poretrykkmåler (innleste data) i punkt 6

47

48 R rev.02 Blomsterbyen, områdestabilitet Beregningsgrunnlag Bilag 6 Vurdering av friksjonsvinkel basert på CPTU tolkning, figur 5.28 fra ref. /15/ og Nm graf i punkt 4 og 6

49

50 Nm (-) i punkt 4 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30, Dybde (m) 15 Nm gjennomsnitt fra 10 til 20 m dybde er lik 2,

51 Nm (-) i punkt 6 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9, Dybde (m) 15 Nm gjennomsnitt fra10 til 20 m dybde er lik 2,