Geoteknisk prosjekteringsrapport

Transkript

1 Geoteknisk prosjekteringsrapport Namdalseid kommune Skred Statland Oppdrag nr: Rapport nr. 02 Dato: DIVISJON GEO & MILJØ, TRONDHEIM

2

3 - 2 - INNHOLD 1 PROSJEKTET KRAV GRUNNFORHOLD Terreng Løsmasser og lagdeling Fjell MATERIALPARAMETERE OG PORETRYKK Romvekt Udrenert skjærfasthet Effektiv skjærfasthet Poretrykksforhold Kvalitet av grunnundersøkelsene STABILITET NEDPLANERING ADKOMSTVEG OG INDUSTRIBYGG KONKLUSJON OG VIDERE ARBEID REFERANSER... 8 Rambøll Norge AS NO MVA

4 - 3 - TEGNINGER Tegn. nr. Rev. nr. Tittel Målestokk 201 Situasjonsplan med beregningsprofiler og 1:1 000 grunnundersøkelser 202 Profil A, totalspenningsanalyse for dagens situasjon 1: Profil A, totalspenningsanalyse for nedplanert situasjon 1: Profil A, effektivspenningsanalyse for nedplanert situasjon 1: Profil B, totalspenningsanalyse for dagens situasjon 1: Profil B, totalspenningsanalyse for nedplanert situasjon 1: Profil B, effektivspenningsanalyse for nedplanert situasjon 1: Profil C, totalspenningsanalyse for dagens situasjon 1: Profil C, totalspenningsanalyse for nedplanert situasjon 1: Profil C, effektivspenningsanalyse for nedplanert situasjon 1: Profil E, totalspenningsanalyse for dagens situasjon 1: Profil E, totalspenningsanalyse for nedplanert situasjon 1: Profil E, effektivspenningsanalyse for nedplanert situasjon 1: Profil F 1:400 BILAG Bilag nr. Rev. nr. Tittel 1 Tolket treaksialforsøk Rambøll 2 Tolket treaksialforsøk NTNU 3 Tolket treaksialforsøk Multiconsult_1 4 Tolket treaksialforsøk Multiconsult_2 Rambøll Norge AS NO MVA

5 - 4-1 PROSJEKTET På ettermiddagen onsdag gikk det et stort undersjøisk ras i Sagvika på Statland i Namdalseid kommune. Raset skapte en stor flodbølge som slo inn over land og som medførte store ødeleggelser. Rambøll har i etterkant av raset og flodbølgen utført grunnundersøkelser og geoteknisk prosjektering for sikring av gjenstående terreng og videre utnyttelse av området. Denne rapporten omfatter geoteknisk prosjektering av sikringstiltak for raskanter og eksisterende veg og bebyggelse. Vurderingene er gjort med utgangspunkt i de grunnundersøkelser som er utført for prosjektet og tidligere utførte undersøkelser i området. Kartgrunnlag er mottatt fra NVE, med høydekoter i NN1954. Alle høydereferanser i rapporten er i NN KRAV Geoteknisk prosjektering for sikringstiltak er utført iht. NVEs veileder 7/2014, (ref. /1/). Krav for sikringstiltak etter ras er ikke beskrevet i veilederen, og plasseres ikke innenfor noen av tiltakskategoriene. I veilederen kreves generelt materialfaktor γ m 1,4 for sikkerhet mot kvikkleireskred, eller at det dokumenteres forbedring/vesentlig forbedring av stabilitetsforholdene ved stabilitetsberegninger. Det er disse forutsetninger vi har benyttet i vår prosjektering. 3 GRUNNFORHOLD Grunnforholdene er vurdert med utgangspunkt i nye grunnundersøkelser utført etter raset sammen med tidligere utførte undersøkelser. Det er utført grunnundersøkelser både på sjøen og på land. Vi har benyttet følgende rapporter i vår vurdering: Rapportnr.: Navn: Utført av: Dato: G-rap Skred Statland Rambøll - - Sjøboringer for skred Statland Multiconsult Statland NTNU RIG-RAP-001 Sagvika gjestehavn Multiconsult Utbyggingsområde, Nord-Statland Multiconsult O.2800 Grunnundersøkelse i "Almenningen" Kummeneje O.2649 Namsen drivstofflager Kummeneje O.637 Grunnundersøeklser for nytt tremasselager Kummeneje To av rapportene er under utarbeidelse, og henvisning til dato står derfor åpen. Det opplyses om at laboratorieundersøkelser i punkt R22 fra NTNUs rapport tilsvarer Rambølls punkt 12- i G-rap Terreng Etter at raset gikk er det utført ny sjøbunnkartlegging som viser omfang av raset. Ny sjøbunn er vist på tegning 201. Raskantene som står igjen har bratt helning med stor høydeforskjell. Gjenstående område med adkomstveg og industribygg ved Statlandelva ligger omtrent på kote +3. Terrenget under Trønderelement ligger også omtrent på kote +3. Mot vest stiger terrenget relativt bratt. Her er det stedvis fjell i dagen. Mot øst fortsetter den bratte sjøbunnen videre ned i sjøen. 3.2 Løsmasser og lagdeling Sagvika ligger ved utløpet av Statlandelva, og massene (spesielt i de øvre lag) bærer preg av å være elveavsatt. Prøvetaking vest for Industribygget (der Trønderelement holdt til) viser løsmasser av lagdelt sand og silt med mye tre- og planterester ned til 8 meter under terreng. Trykksondering i nabopunktet tyder på tilsvarende forhold, men her er det registrert et leirlag ned mot fjellet. Rambøll Norge AS NO MVA

6 - 5 - Gamle grunnundersøkelser fra 1967 viser også at original grunn i stor grad består av sand og silt, men det er i et punkt nord for Trønderelement påvist bløt kvikkleire fra 9 13 meter under terreng. Sonderingene i denne undersøkelsen er generelt ikke ført dypt nok til at eventuelle leirlag ned mot fjell er registrert. Det er stedvis påvist betydelig mektighet av treflis over original grunn. Nyere grunnundersøkelser utført av Multiconsult AS viser også grunnforhold med fyllmasser av grus og sagflis over silt/sand, og med et lag av leire ned mot morene/fjell. Generelt tyder boringene på at de originale løsmassene består av silt og sand, med et lag av leire ned mot morene/fjell. Tolket lagdeling er vist beregningsprofilene på tegning Fjell Samtlige sonderinger er avsluttet mot fjell/morene. Det er boret ca. 1 meter ned i fjellet i flere av sjøboringene (som ble utført av Multiconsult). Nord for Trønderelement viser sonderingene liten dybde til fjell langs adkomstvegen til industriområdet. Det samme gjelder for vegen lengst sør i bukta, ved raskanten. 4 MATERIALPARAMETERE OG PORETRYKK 4.1 Romvekt Løsmassenes tyngdetetthet er i stabilitetsberegningene vurdert ut fra utførte laboratorieundersøkelser og erfaringsverdier. Benyttet romvekt er vist på tegning I profil E er det lagt inn midlet romvekt for topplaget. Det er benyttet romvekt på 15 kn/m 3 på grunn av at massene inneholder en god del trerester. 4.2 Udrenert skjærfasthet Udrenert skjærfasthet er valgt på grunnlag av utførte grunnundersøkelser. Skjærfasthet er justert for å oppnå materialfaktor γ m 1,0 for dagens situasjon, og aktive verdier lagt inn i beregningene sammenfaller med direkteverdier fra laboratorieundersøkelser. Skjærfastheten som er lagt inn i beregningsprofilene er vist på tegninger for totalspenningsanalyse. Etter raset og flodbølgen har det oppstått flere sprekker i fyllinga foran industribygget til Trønderelement, og det er opplyst at bygget har sunket ca. 18 cm ut mot sjøen. Dette gir klare indikasjoner på at stabiliteten har vært tilnærmet labil når raset (og flodbølgen) gikk, og at stabiliteten for dagens situasjon har materialfaktor γ m 1,0. I beregningene tas det hensyn til spenningsanisotropi i leira, dvs. at udrenert skjærfasthet varierer med hovedspenningsretningene (ADP-analyse). Utgangspunktet i beregningene er udrenert aktiv skjærfasthet c ua for leire. Direkte og passiv skjærfasthet er beregnet ut fra følgende sammenheng: c ud = 0,63 c ua (fasthet for den tilnærmet horisontale delen av glideflaten) c up = 0,35 c ua (fasthet der glideflaten ligger i passiv sone) Anisotropiforholdene er basert på anbefaling for bruk av anisotropifaktorer i prosjektering av norske leirer, (ref. /2/). Det er ikke utført spesielle forsøk eller vurderinger for å kunne benytte andre verdier for dette prosjektet. Vurdering av leiras sensitivitet er gjort på grunnlag av utførte laboratorieundersøkelser og tolking av totalsonderinger og CPTU. 4.3 Effektiv skjærfasthet For effektivspenningsanalysene er det benyttet tolkede verdier fra utførte treaksialforsøk sammen med erfaringsverdier. Benyttede parametere er vist på tegninger for effektivspenningsanalyse. Rambøll Norge AS NO MVA

7 - 6 - Det er antatt attraksjon på 10 kpa for topplaget i profil E. Dette er antatt på bakgrunn av at massene inneholder tremateriale. Tolkede treaksialforsøk er vist i bilag Poretrykksforhold Det er ikke utført måling av poretrykk. I stabilitetsberegningene er det benyttet grunnvannstand på kote -1,65, laveste astronomiske tidevann for Statland. Dette vurderes som kritisk grunnvannstand for beregningene. Grunnvannslinje er vist på beregningene, tegning Kvalitet av grunnundersøkelsene 54 mm sylinderprøver av sensitiv/kvikk leire vurderes å ligge i kvalitetsklasse 1-2, iht. NGFs veiledning for prøvetaking, (ref. /3/). Treaksialforsøkene ligger i kvalitetsklasse 1 og 2, med fire akseplabel, ett forstyrret. Bestemmelse av prøvekvalitet er basert på overkonsolideringsgrad og volumtøyning (utpresset porevann under konsolidering til antatt in-situ spenningsnivå) iht. tabell 5.1 i ref. /4/. I tabell 1 er kvalitetsklasse for hvert enkelt treaksialforsøk presentert. Tabell 1: Kvalitetsklasse for prøver basert på volumtøyning. Punkt Utført av Dybde [m] Treaksialforsøk dv [cm 3 ] dv/v 0 [%] Kvalitetsklasse 12 Rambøll 4,3 CAUc 6,9 3,0 1 Akseptabel 12 Rambøll 4,4 CAUc 6,6 2,9 1 Akseptabel 12/R22 NTNU 3,6 CAUc 4,4 1,9 1 Akseptabel 8 Multiconsult 5,4 CAUc 10,2 4,4 2 Forstyrret 8 Multiconsult 5,6 CAUc 7,1 3,1 1 Akseptabel Kvalitet på utførte trykksonderinger (CPTU) av Rambøll tilfredsstiller anvendelsesklasse 1. For anvendelsesklasse for trykksonderinger utført av Multiconsult henvises til Multiconsults datarapport. 5 STABILITET Stabilitetsberegningene er utført ved hjelp av dataprogrammet GeoSuite Stability og er vist på tegning Det er utført totalspenningsanalyse med utgangspunkt i dagens situasjon. Med utgangspunkt i dagens situasjon er det så utført beregninger for nedplanering for å oppnå tilfredsstillende stabilitet iht. NVEs veileder 7/2014. Beregninger for nedplanering er utført både på total- og effektivspenningsbasis. NVEs veileder 7/2014 (ref. /1/) krever materialfaktor γ m 1,4 eller prosentvis forbedring dokumentert ved stabilitetsberegninger. Beregningene er utført i fire profiler, profil A, B, C og E. Profil F er vist på tegning 214, men det er ikke utført beregninger i profilet. Profilenes plassering er vist på situasjonsplan, tegning 201. De valgte beregningsprofilene vurderes som representative for å vurdere stabiliteten til området for sikringstiltak. Terrenget i profilene er generert med utgangspunkt i digitalt kartgrunnlag (SOSI) mottatt fra NVE, med høydereferanse NN Profil A Beregningene for dagens situasjon er vist på tegning 202. For dagens situasjon er laveste beregnede sikkerhet ved totalspenningsanalysen γ m 1,0. Beregningene viser akkurat høy nok materialfaktor til at skråningen står. Tegning 203 og 204 viser beregninger etter nedplanering. Det ble ikke oppnådd tilfredsstillende sikkerhet for terreng hvor industribygget til Trønderelement fortsatt står oppført. Industribygget må fjernes, sammen med en god del av fyllingen. Grønn linje på tegning 203 og 204 viser forslag til nytt terreng som tilfredsstiller kravene i NVEs veileder 7/2014. Rambøll Norge AS NO MVA

8 - 7 - Stabiliteten i profil A vurderes som tilfredsstilt for foreslåtte sikringstiltak. Profil B Beregningene for dagens situasjon er vist på tegning 205. For dagens situasjon er laveste beregnede sikkerhet ved totalspenningsanalysen γ m 1,0. Beregningene viser akkurat høy nok materialfaktor til at skråningen står. Beregninger for nedplanering er vist på tegning 206 og 207. Toppen av skråningen ut i sjøen må slakes ut, og det fjernes et lag inn mot adkomstvegen. Grønn linje på tegning 206 og 207 viser forslag til nytt terreng som tilfredsstiller kravene i NVEs veileder 7/2014. Stabiliteten i profil B vurderes som tilfredsstilt for foreslåtte sikringstiltak. Profil C Beregningene for dagens situasjon er vist på tegning 208. Laveste beregnede sikkerhet for totalspenningsanalysen er γ m = 1,12. Det er imidlertid tilfredsstillende sikkerhet for glideflater som går helt bak til industribyggene ved Statlandelva. Beregninger for nedplanering er vist på tegning 209 og 210. Toppen av skråningen ut i sjøen må slakes ut, og det fjernes et lag inn mot adkomstvegen. Grønn linje på tegning 209 og 210 viser forslag til nytt terreng som tilfredsstiller kravene i NVEs veileder 7/2014. Stabiliteten i profil C vurderes som tilfredsstilt for foreslåtte sikringstiltak. Profil E Beregningene for dagens situasjon er vist på tegning 211. Laveste beregnede sikkerhet for totalspenningsanalysen er γ m 1,0. Det er imidlertid tilfredsstillende sikkerhet for glideflater som går helt bak til adkomstveg. Beregninger for nedplanering er vist på tegning 212 og 213. Skråningen ut i sjøen må slakes ut. Grønn linje på tegning 212 og 213 viser forslag til nytt terreng som tilfredsstiller kravene i NVEs veileder 7/2014. Stabiliteten i profil E vurderes som tilfredsstilt for foreslåtte sikringstiltak. 6 NEDPLANERING Beregningene viser at det er nødvendig med nedplanering for å oppnå tilfredsstillende stabilitet i området iht. NVEs veileder 7/2014. Viste nedplaneringer i beregningene er forslag som vil tilfredsstille NVEs veileder 7/2014. Det er mulig å justere på nedplaneringen om det viser seg å gi en bedre løsning for framtidig utnyttelse av området. Endringer må kontrolleres ved stabilitetsberegninger. Rivings- og planeringsarbeid må utføres fra sjøen da det ikke er forsvarlig å utføre arbeidet fra land. 7 ADKOMSTVEG OG INDUSTRIBYGG Beregninger i profil B og C viser at stabilitet for adkomstveg for dagens situasjon ikke er tilfredsstillende. I profil B kan kvikkleirelaget strekke seg inn under vegen. I profil C antyder sonderinger et tynt leirelag fra ca. kote -10. Vegen kan derfor ikke frigjøres før etter at sikringtiltak er utført. Beregingene viser vesentlig forbedring av stabilitetsforholdene til adkomstvegen for foreslåtte nedplanering, som er tilfredsstillende iht. kravene i NVEs veileder 7/2014. Det oppnås ikke tilfredsstillende stabilitet for industribygget til Trønderelement. Bygget må fjernes, raskanter slakes ut og terrenget inn mot land tas ned. For industribyggene ved Statlandelva oppnås det tilfredsstillende stabilitet både for dagens situasjon og for nytt terreng etter nedplanering. Rambøll Norge AS NO MVA

9 - 8-8 KONKLUSJON OG VIDERE ARBEID De utførte beregningene viser at gjenstående terreng etter raset (dagens situasjon) ikke har god nok stabilitet, og det må utføres sikringstiltak for å bedre stabilitetsforholdene i området. Foreslåtte sikringstiltak er nedplanering i form av utslaking av skråningskanter og fjerning av fyllmasser/løsmasser i strandsonen. Industribygget for Trønderelement må fjernes da det ikke var mulig å oppnå tilfredsstillende stabilitet for den gjenstående fyllingen bygget er fundamentert på. Adkomstveg har ikke tilfredsstillende stabilitet for dagens situasjon, og kan ikke frigjøres før etter at sikringstiltak er utført. Industribyggene ved Statlandelva har tilfredsstillende stabilitet både før og etter sikringstiltak. Sikringsarbeidet må utføres fra sjøen da det ikke er forsvarlig å utføre arbeidet fra land. Foreslått nedplanering er et minimumskrav for å oppnå tilstrekkelig stabilitet iht. kravene i NVEs veileder 7/2014. Sikring av området ved nedplanering kan utformes på ulike måter, og tilpasses eventuell annen bruk. Namdalseid kommune må vurdere om det er ønskelig å tilpasse nedplanering til eventuell endret framtidig bruk av området i strandsonen. Framtidige tiltak i området må vurderes av geotekniker for å sikre at stabilitetsforholdene opprettholdes, og ikke forverres. 9 REFERANSER /1/ NVE Veileder 7/2014. «Sikkerhet mot kvikkleireskred». /2/ NIFS-rapport 14/2014. «En omforent anbefaling for bruk av anisotropifaktorer i prosjektering i norske leirer». /3/ NGF melding nr. 11/1997. «Veiledning for prøvetaking». /4/ NVE Retningslinjer 2/2011. «Flaum- og skredfare i arealplanar». Rambøll Norge AS NO MVA

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27