Delområdet O. Figur 1-1: Delområder fylling

Transkript

1

2 1. Introduksjon og sammendrag I forbindelse med etablering av nytt kaiområde ytterst i Vigebukta skal det fylles i sjøen ved Vigeboen. Fyllingen vurdert i dette notatet er vist i ferdig tilstand på Figur 1-3. Rammetillatelse iht. plan og bygningsloven for utfylling av m 3 sprengstein ble gitt I februar 2007 ble det fylt ut ca m 3 i et delområde sentralt i det planlagte utfyllingsområdet. I år er det pr fylt ut ytterligere ca m 3 fra lekter i den østre delen av området. Det er installert 3 poretrykksmålere i delområdet A for oppfølging av poretrykksutviklingen under utfyllingen. Denne utviklingen vil, sammen med resultatene fra beregningene, gi føringen for den videre utfyllingshastigheten i delområdene A og B. Per i dag viser målingene god overensstemmelse med de rapporterte utfyllingsmengdene. Det er videre planlagt oppfylling til kote + 2,5 m, delvis fra lekter og delvis fra land, slik det er beskrevet i dette notatet. Området som skal fylles ut er delt i følgende delområder som vist i Figur 1-1: Delområdet O Figur 1-1: Delområder fylling /RA 26. juni 2008 Side 2 av 25

3 Delområdet O Sentralt i delområdet C, ca m 3 utfylt i februar Delområdet A Østre del av fyllingen, presentert i Figur 1-2, fylles ut i 2008 fra lekter. Det er installert piezometere som følges opp under utfyllingen. Entreprenøren, Agder Marin AS, har mottatt koordinater for utfylling i området fra Multiconsult. Disse koordinatene var basert på en jevn skråning på 1:2,3. Det er gjort justeringer av avslutning av fyllingen slik det er vist i dette notatet. Disse justeringene har lite å si for et utfyllingsvolum på m 3, men kantene må justeres for et større volum. Delområdet B Sydlig del av fyllingen. Fylles fra lekter. Delområdet C Fylles med lekter opp til minst kote -12. Deretter kan det fylles både med lekter og fra land. Fyllingen fra land forutsetter at sikkerheten til mannskap og utstyr på tippen kan ivaretas på en forsvarlig måte. Fylling fra land bør vurderes i samråd med entreprenøren som velges. Det sikreste vil være å foreta fylling med lekter til så høyt nivå som mulig før fylling fra land utføres. Skråningshelningen må ikke vare brattere en 1:1,5. Delområdet D Nordlig del av fyllingen. Fylles på samme måte som i området C. Figur 1-2: Detaljer fylling i området A /RA 26. juni 2008 Side 3 av 25

4 Ferdig fylling er presentert i Figur 1-3. Topp kote fylling er m. Navigasjonsdybde ved kai er 16 m. Fra toppkote til kote -16 i øst og syd, og til sjøbunn i nord, er fyllingen bygget med en skråning 1:1,5. Under kote -16 er fyllingen mot øst og syd bygget med skråning 1: 2,3. Fyllingen i sør har to banketter, en med bredde 10 m på kote -16 m og en bredde 6,5 m på kote 27 m. Fyllingen i øst har to banketter med bredde 20 m på kote -19 m og -23 m, og en bankett med bredde 10m på kote -26 m. Figur 1-3: Ferdig fylling ved Vigeboen /RA 26. juni 2008 Side 4 av 25

5 2. Grunnforhold Borpunktenes beliggenhet og geotekniske parametere fra felt og laboratorieforsøk er vist i detalj i rapport nr Deler av området består av fjell, slik det er vist på Figur 2-1. Dette er dokumentert ved ROV-undersøkelser ( rapport : Utfylling Vigeboen Ringodden. Grunnundersøkelser). Delområdet O Figur 2-1: Resultater fra ROV- inspeksjon (fjell i dagen i skraverte områder) For en lettere forståelse blir grunnforholdene presentert for hvert av de fire delområdene som er nevnt tidligere, og som er vist i Figur 2-1. Område A: Utfylling mot øst Her er det hovedsakelig løsmasser som varierer i mektighet mellom 5 og 21 m. Topplag av gytjeholdig silt/leire har en skjærstyrke, su, som varierer fra 2 kpa øverst til ca. 10 kpa i 2m dybde under sjøbunnen. Derunder følger renere leire med skjærstyrke, su, på ca kpa øverst, økende med dybden til kpa i 11 m /RA 26. juni 2008 Side 5 av 25

6 dybde under sjøbunn. Videre ned har leira en skjærstyrke, su, på ca kpa, uavhengig av dybde. Område B: Utfylling mot sør I dette området består grunnen av fjell og sprengsteinsfylling på store deler av utfyllingsområdet, men med løsmasser silt/sand/grus over leire fra ca. kote -30. Fjelloverflaten faller bratt mot syd, noe som er ugunstig for stabiliteten av fyllingen som skal legges her. Vanndypet varierer mellom 18 og 36 m. På grunn av silt/sand/grus over leire, er forventet konsolideringstid mindre i dette området enn i området A. Område C og D: Utfylling mot land og mot nord I dette området er det liten overdekning med løsmasser. Sjøbunnen og fjelloverflaten stiger mot nord, hvilket er gunstig for utfylling i disse områdene. 3. Utfyllingssekvenser For å optimalisere byggesekvensene har vi brukt to profiler, profil CC og profil DD, med beliggenhet som vist på planene i Figur 1-1,1-3 og 2-1. Optimalisering av byggesekvenser er gjort med tanke på å minimalisere kostnadene (volumet av fylling) samtidig som det oppnås tilfredsstillende stabilitet. Vi har brukt følgende forutsetninger i beregningene: I februar 2007 ble det fylt ca m 3 sentralt i delområdet C Vanndyp = 16.0 m (regnet fra NGO kote 0.0) ved kaifront Det fylles ut en motfylling med lekter med fronthelning 1:2.3 opp til kote -16 i område A og B. Derfra fylles med helning 1:1.5 til kote Fyllingen i delområdet A har to banketter med bredde 20 m på kote -19 og -23, og en bankett med bredde 10 m på kote -26. Fyllingen i delområdet B har to banketter, en med bredde 10 m på kote -16 og en med bredde 6.5 m på kote Det fylles ut med fronthelning 1:1.5 opp til kote +2.5 i område D. Det kan fylles med lekter eller fra land. Det er benyttet en terrenglast på 20 kn/m 2 som simulerer byggeperioden, lastfaktor er satt til 1.3, slik at dimensjonerende last vil være 26 kn/m 2. Det er benyttet en terrenglast på 60 kn/m 2 som simulerer permanent tilstand, lastfaktor er satt til 1.5, slik at dimensjonerende last vil være 90 kn/m 2. Geometrien av utfyllingen er gitt i Figur 1-3 og Vedlegg 1. Optimaliseringen av byggesekvenser og stabilitetsanalyser er utført ved hjelp av element programmet PLAXIS 2D og inkluderer bestemmelse av nødvendig konsolideringstid mellom de forskjellige faser i utfyllingen for å tilfredsstille sikkerhetskravet. Analysene estimerer også primær-og sekundærsetninger av leiren under fyllingen. Detaljer av analysene, inklusiv representative bruddmekanismer for de forskjellige fyllingssekvenser, er presentert i Vedlegg /RA 26. juni 2008 Side 6 av 25

7 Arbeidssekvenser vises nedenfor separat for hver profil/område. 3.1 Profil CC Profilet, som går gjennom området A og C, er vist i Figur 3-1. Det ble fylt ut ca m 3 i februar 2007, og siden februar 2008 er det i år fylt ut ca m 3, alt med lekter. Fyllingen bygges med fronthelning 1:1,5 for området som ligger over kote -16 og med fronthelning 1:2,3 for områder som ligger dypere. Fyllingen har to banketter á 20m bredde på kote -19 og -23, og en bankett med bredde10 m på kote -26. Opprinnelig var det planlagt at kaien skal ha en bredde på 38m. Ved å bygge fyllingen som vist nedenfor kan denne bredden reduseres med ca 8m, til ca. 30 m. Figur 3-1: Fyllingssekvenser i Profil C-C prinsipp skisse Figur 3-1 viser at en del av fyllingen som inngår i foreliggende fyllingstillatelse (skravert området) blir fylt senere, etter at en del av fyllingen (området I til VIII) er bygget opp til kote Grunnen til det er å begrense oppbygning av poretrykk under fyllingen, og på den måte forkorte nødvendig konsolideringstid. Denne delen fylles senere når det blir påkrevet av stabiliteten. Det er installert 3 piezometere i område A for oppfølging av poretrykksutviklingen under utfyllingen. Denne utviklingen vil, sammen med resultatene fra beregningene, gi føringer for den videre utfyllingshastigheten i område A og B. Målinger av poretrykksutvikling siden begynnelse av fylling i februar 2008 viser god overensstemmelse med de rapporterte utfyllingsmengdene. Det skal fylles fra lekter opp til minst kote -12. Beregningene viser at det vil ta 3-4 år (beregnet fra februar 2007) for å fullføre fyllingen til kote +2.5, under forutsetning av at det finnes nødvendige steinfyllmasser /RA 26. juni 2008 Side 7 av 25

8 og at det er mulig å fylle uten lengre opphold enn de angitte konsolideringspausene. Beregningene må oppdateres kontinuerlig i henhold til faktisk fyllingstempo. Detaljer for optimale arbeidssekvenser er vist i Tabell 3-1 og Figur 3-2 og Figur 3-3. Tabell 3-1: Fylling sekvenser i området a og C (Profil CC) Arbeidssekvenser Profil CC Bygges i Antall Farge Fase i minimum dager kode Plaxis SF antall No. Området dager fra start 1 Fylling fra lekter i februar Konsolidering i 1 år Fylling fra lekter til kote -26, ikke siste del Fylling til kote -23/ -26 siste del Fylling til kote -19/-23 siste del Fylling til kote -16/ Fylling i bakkant til kote Fylling fra lekter til kote Fylling fra land I Fylling fra land II Fylling fra land III Fylling fra land IV Fylling fra land V Fylling fra land VI Fylling fra land VII Fylling fra land VIII Fylling fra land IX + utviding støttefyl. på kote Fylling fra land X + utviding støttefyl. på kote Fylling fra land XI + utviding støttefyl. på kote Fylling fra land XII+XIII+ utvider støttefyll.kote Konsolidering 3 mnd Fylling til kote Konsolidering 3 mnd. På kote Fylling til kote Konsolidering 3mnd Permanent design last på fylling 90 kn/m Total byggetid fra start i feb (år) 3.21 Minimum SF /RA 26. juni 2008 Side 8 av 25

9 Figur 3-2: Profil CC - Arbeidssekvenser for utfyllingen som har startet i februar /RA 26. juni 2008 Side 9 av 25

10 Figur 3-3: Profil CC - Arbeidssekvenser for videre fylling /RA 26. juni 2008 Side 10 av 25

11 3.2 Profil DD Profilen, som går gjennom område B, C og D, er vist i Figur 3-4. I område B stiger fjelloverflaten bratt mot overflaten, noen som gjør at løsmassenes mektighet varierer raskt. Dette er ikke gunstig for stabiliteten av fyllingen og krever at fyllingen bygges opp lagvis, på samme måte som i området A. Det er ikke installert piezometere i dette området. Arbeidstempo skal bestemmes ut fra erfaringene gjort i området A, hvor poretrykksutviklingen skal måles kontinuerlig. Figur 3-4: Profil DD ferdig - skisse Fyllingen bygges med fronthelning 1:1.5 for området som ligger over kote -16 og med fronthelning 1:2.3 for områder som ligger dypere. Fyllingen har en banket med bredde 10 m på kote -16 og en banket med bredde 6.5 m på kote -27. Det skal fylles fra lekter opp til minst kote -12. Beregningene viser at det vil ta 2-3 år (beregnet fra februar 2007) for å fullføre fyllingen til kote +2.5, under forutsetning at det finnes nødvendige steinfyllmasser og at det er mulig å fylle uten lengre opphold enn angitte konsolideringspauser. Beregningene må oppdateres kontinuerlig i henhold til faktisk fyllingstempo. Detaljer for optimale arbeidssekvenser er vist i Tabell /RA 26. juni 2008 Side 11 av 25

12 Tabell 3-2: Fylling sekvenser i området B, C og D (Profil DD) Arbeidssekvenser Profil DD Bygges i Antall Fase i minimum dager Plaxis SF antall fra No. Området dager start 1 Fylling fra lekter i februar Konsolidering i 1 år Fylling fra lekter i sør til kote Fylling fra lekter i sør til kote Fylling fra lekter i sør til kote Fylling fra lekter i sør til kote Fylling fra lekter til kote Fylling fra lekter til kote Fylling til kote Fylling til kote Fylling til kote * 12 Fylling til kote * 13 Last på toppen 26 kn/m * 14 Fylling til kote * 15 Fylling til kote * 16 Konsolidering Last på toppen i permanent tilstand 90 kn/m * Total byggetid fra start i feb (år) 2.37 Minimum SF 1.28 * * Sikkertsfaktor gjelder en bruddmekanisme i selve steinfyllingen, fyllingsskråning i nord, dvs. ikke farlig for stabiliteten av hele fyllingen 4. Volumberegninger Basert på bunnkotekartet fra i fjord høst viser beregningene at det kreves ca m 3 for å bygge opp fyllingen i øst, området A, til kote -16 m. I 2008 er det fram til 13. juni fylt ca m 3 i dette området. Forventet kote fylling på dette tidspunktet vil være -27 m. Det gjenstår således ca m 3 å fylle før området A er fullført opp til kote -16. Detaljer for volum beregninger er vist i vedlegg 2. Beregnet volum inkluderer ikke volumet som skal kompensere for setninger og nedtrengning i sjøbunnen. Vi foreslår å benytte et tillegg på 5 % for å ta hensyn til dette. Volumene for de øvrige fasene og for hele fyllingen vil bli beregnet senere, når fyllingens endelige utforming er klarlagt. 5. Oppfølging av fyllingen Som nevnt tidligere, er det installert 3 poretrykksmålere i området A. Fyllingstempo skal styres av utvikling av poretrykk i leira. Målte verdier sammenlignes kontinuerlig med resultater fra analysene. Per dags dato viser målingene god overensstemmelse med rapporterte utfyllingsmengder av Agder Maritim (Ref.2). Utvikling av poretrykk i de tre målingspunktene er vist i Figur /RA 26. juni 2008 Side 12 av 25

13 Poreovertrykk - Utfylling Vigeboen PZ 7 PZ 8 PZ9 Poreovertrykk (kn/m2) februar februar februar februar februar mars mars mars mars april april april april mai mai mai mai mai juni juni juni juni 2008 Dato Figur 5-1: Utvikling av poretrykk Referanser Ref.1 Multiconsult Rapport , Utfylling Vigeboen Ringodden -Grunnundersøkelser Ref.2 E-post fra Agder Marin, ved Petter Høivold Vedlegg Vedlegg 1 Profiler Vedlegg 2 Detaljer stabilitetsanalyser /RA 26. juni 2008 Side 13 av 25

14 Vedlegg 1 Fyllingens geometri /RA 26. juni 2008 Side 14 av 25

15

16

17 Vedlegg 2 Detaljer stabilitetsanalyser /RA 26. juni 2008 Side 17 av 25

18 Vedlegg 2.1 Jordparametere brukt i analysene REPORT- Material data User: Title: AS VR-CC-UESA Table [1] Soil data sets parameters Linear Elastic 1 Fjell Type Non-porous γ unsat [kn/m³] γ sat [kn/m³] k x [m/day] k y [m/day] e init [-] c k [-] 1E15 E ref [kn/m²] ν [-] G ref [kn/m²] E oed [kn/m²] E incr [kn/m²/m] 0.00 y ref [m] R inter [-] Interface Impermeable permeability Mohr-Coulomb 2 Steinfylling 3 Fylling med c 4 Leire 1-Vigeboen MC4 5 Leire 2-Vigeboen MC4 Type Drained Drained UnDrained UnDrained γ unsat [kn/m³] γ sat [kn/m³] k x [m/day] k y [m/day] e init [-] c k [-] 1E15 1E15 1E15 1E15 E ref [kn/m²] ν [-] G ref [kn/m²] E oed [kn/m²] c ref [kn/m²] ϕ [ ] ψ [ ] E inc [kn/m²/m] y ref [m] c increment [kn/m²/m] T str. [kn/m²] R inter. [-] Interface permeability Neutral Neutral Neutral Neutral /RA 26. juni 2008 Side 18 av 25

19 Mohr-Coulomb 6 Silt/Sand-Vigeboen MC4 Type Drained γ unsat [kn/m³] γ sat [kn/m³] k x [m/day] k y [m/day] e init [-] c k [-] 1E15 E ref [kn/m²] ν [-] G ref [kn/m²] E oed [kn/m²] c ref [kn/m²] 0.10 ϕ [ ] ψ [ ] 0.00 E inc [kn/m²/m] 0.00 y ref [m] c increment [kn/m²/m] 0.00 T str. [kn/m²] 0.00 R inter. [-] 1.00 Interface Neutral permeability NB: Material 3, fylling med c er et fiktivt material, brukt i kanten av steinfyllingen, for å unngå brudd på overflate av skråning og på denne måten tillate beregning av sikkerhetsfaktor for en dypere bruddmekanisme /RA 26. juni 2008 Side 19 av 25

20 Vedlegg 2.2 Resultater av analysene Typiske bruddmekanismer Profil CC Tilsvarende sikkerhetsfaktorer er gitt i Tabell 3-1. Bruddmekanisme for fylling på kote 26 m Bruddmekanisme for fylling på kote -16 m /RA 26. juni 2008 Side 20 av 25

21 Bruddmekanisme for fylling på kote -12 m Bruddmekanisme for fylling fra land II /RA 26. juni 2008 Side 21 av 25

22 Bruddmekanisme for fylling fra land IV Bruddmekanisme for fylling fra land X /RA 26. juni 2008 Side 22 av 25

23 Bruddmekanisme for ferdig fylling på kote +2.5 m /RA 26. juni 2008 Side 23 av 25

24 Typiske bruddmekanismer Profil DD Tilsvarende sikkerhetsfaktorer er gitt i Tabell 3-2. Bruddmekanisme ved etablering av fyllingen på kote 30 m Bruddmekanisme ved fylling på kote 16 m /RA 26. juni 2008 Side 24 av 25

25 Bruddmekanisme ved fylling på kote 6 m Bruddmekanisme ved fylling på kote + 2,5 m /RA 26. juni 2008 Side 25 av 25