NITTEDAL KOMMUNE VURDERING AV EGNETHET FOR PARKERINGSHUS I FJELL I NITTEDAL SENTRUM

Transkript

1 NITTEDAL KOMMUNE VURDERING AV EGNETHET FOR PARKERINGSHUS I FJELL I NITTEDAL SENTRUM

2

3 INNHOLD 1 INNLEDNING BAKGRUNN OG BESKRIVELSE AV PROSJEKTET GRUNNLAGSMATERIALE OG UTFØRTE GRUNNUNDERSØKELSER TOPOGRAFISKE OG GEOLOGISKE FORHOLD RESULTAT FRA GRUNNUNDERSØKELSER SONDERBORINGER REFRAKSJONSSEISMIKK TOPOGRAFI OG KVARTÆRGEOLOGISK BESKRIVELSE BERGGRUNNSBESKRIVELSE OPPSPREKNING OG BERGMASSEKVALITET SVAKHETSSONER VANNFORHOLD RADONFARE VURDERINGER OG ANBEFALINGER REFERANSER VEDLEGG... Vedlegg 1: Ingeniørgeologisk kart... Vedlegg 2: Bilder tatt ved befaring... Vedlegg 3: Resultater fra totalsonderinger... Vedlegg 4: Tolkning av bergkoter... Vedlegg 5: Refraksjonsseismiske undersøkelser (Geomap AS)... Vedlegg 6: Kvartærgeologisk kart (NGU)... Vedlegg 7: Berggrunnskart (NGU)... Vedlegg 8: Sprekkerose og stereoplott... Vedlegg 9: Høydeprofiler... 3

4 1 INNLEDNING 1.1 BAKGRUNN OG BESKRIVELSE AV PROSJEKTET Nittedal kommune vurderer mulighetene for å bygge parkeringshall i berg ved Nittedal sentrum. P-hallen er tenkt plassert sentralt i en liten bergkolle ved Mo gård hvor det i dag er et ridesenter (se oversiktskart i Figur 1 og ingeniørgeologisk kart i Vedlegg 1). Området hvor det er aktuelt å bygge parkeringshall er på ca. 37 daa (Foto 1-13 i Vedlegg 2). Planen er at det etableres innkjørselsveier til hallen fra sentrumsbebyggelsen. Kommunen har foreslått tre mulige påhugg i nordøstlige del av kollen ved en eksisterende bergskjæring/skråning, merket P1 til P3 i Vedlegg 1 og som kan ses på Foto 5-12 i Vedlegg 2. Et fjerde aktuelt påhugg ligger ved sørøstlige del av kollen, merket P4 i Vedlegg 1 (Foto 13). Sweco har fått i oppdrag å vurdere områdets egnethet for å bygge parkeringshall ut ifra geologiske og topografiske forhold. Til oppdraget er det derfor utført et grunnundersøkelsesprogram med feltkartlegging, sonderboring og refraksjonsseismikk for å innhente informasjon om grunnforholdene. Denne rapporten gir en vurdering av de geologiske forholdene på stedet og områdets egnethet for å bygge et parkeringsanlegg i berg her. Det er også gitt en vurdering av sprengsteinens egnethet for byggetekniske formål (utfylling). Kontaktperson ved prosjektet har hos Nittedal kommune vært Gunnar Prøis og hos Sweco Jan K.G. Rohde. 4

5 Figur 1. Oversikt Nittedal sentrum. Ønsket plassering av p-hus er i kolle ved Mo gård vest for sentrum (reguleringsplanområdet angitt med blålinjer). 5

6 1.2 GRUNNLAGSMATERIALE OG UTFØRTE GRUNNUNDERSØKELSER Følgende grunnlagsmateriale er benyttet i forbindelse med oppdraget: Berggrunnskart, Nannestad, M 1:50 000, Norges Geologiske Undersøkelse (NGU) Kvartærgeologisk kart, M 1: , NGU Kartgrunnlag fra Nittedal kommune Geologisk beskrivelse, Odd Nilsen, Universitetet i Oslo (UIO) I tillegg er følgende grunnundersøkelser blitt utført: Ingeniørgeologisk feltkartlegging o Det ble uført feltkartlegging på stedet den 23.juni Ved befaringen deltok Knut Henrik Skaug og Anniken Hagen fra Sweco Norge AS. Bilder fra befaringen er gitt i Vedlegg 2. Totalsondering o 19 boringer ble utført av Mesta Drift AS i uke 28 hvor formålet var å kartlegge dybde til berg. Resultatene foreligger som kart med borresultater i Vedlegg 3 og bergkotekart i Vedlegg 4. Refraksjonsseismikk o Undersøkelsen ble utført av Geomap AS i uke 38. Deres resultater foreligger i rapport (Vedlegg 5). 2 TOPOGRAFISKE OG GEOLOGISKE FORHOLD 2.1 RESULTAT FRA GRUNNUNDERSØKELSER SONDERBORINGER Hensikten med sonderboringer har vært å bestemme dybden til berggrunnen for derved å kunne vurdere bergkollens form og egnethet for plassering av bergrom. Det ble utført i alt 19 totalsonderinger på området, se kartet i Vedlegg 3 som viser plassering av boringene og boreresultatene. Boringene er plassert i et rutenett der hullavstanden er i størrelsesorden 50 m for å kunne dekke området best mulig. Ujevnheter må forventes mellom borpunktene og resultatene anses å være indikative. Basert på resultatene er det laget et bergkotekart som er lagt ved i Vedlegg 4. 6

7 2.1.2 REFRAKSJONSSEISMIKK Refraksjonsseismikk har vært benyttet for å få mer informasjon om bergmassekvaliteten i kollen. Ved seismikk måles hastigheten på seismiske bølger som forplanter seg gjennom berggrunnen. Hastighetene til de seismiske bølgene avhenger av bergets sammensetning, forvitring og oppsprekning. Høyere hastigheter tilsier mer massivt og mindre oppsprukket berg enn lave hastigheter. Nærmere beskrivelse av metoden finnes i kapittelet Teknisk dokumentasjon i rapport fra Geomap datert 26. september Den refraksjonsseismiske undersøkelsen bestod av fire profiler med lengder på mellom 100 og 115 m, se Vedlegg 5. Resultatene viser at den seismiske hastigheten varierer mellom 3600 m/s og 5300 m/s. 2.2 TOPOGRAFI OG KVARTÆRGEOLOGISK BESKRIVELSE Kollen er orientert i nord-sørgående retning med en lengde på ca. 350 m og en bredde på ca. 100 m i sør og ca. 70 m i nord. Kollens høyeste punkt i sør er på kote Mot nord faller terrenget ned mot kote På nordøstre side av kollen er det sprengt ut en bergskjæring. Skjæringen er ca 200 m lang. Sentrumsbebyggelsen på siden av skjæringen ligger på rundt kote Selve skjæringen er 6-10 m høy og fra bebyggelsen og opp til terrenget over skjæringen er det ca m. Området er dekket med løsmasser, i hovedsak hav- og fjordavsetninger (Vedlegg 6). Ifølge NGU beskrives løsmassene som finkornige med mektighet fra 0,5 m til flere titalls meter. Utførte boringer viser at tykkelsen på løsmassene varierer (Vedlegg 3 og 4). Borresultatene viser en gjennomsnittlig løsmassetykkelse på 3,4 m, med største og minste dybde til berg på henholdsvis 7,7 og 0,6 m. Resultatene tyder på at dybden til berg er minst langs den østlige del av kollen og at den øker mot vest. 2.3 BERGGRUNNSBESKRIVELSE Nittedal kommune ligger omtrent midt på grensen mellom grunnfjellsbergartene i øst og Oslofeltets bergarter i vest. Oslofeltet er et geologisk område som strekker seg fra Langesund i sør til Brummundal i nord. Feltet er en del av Osloriften som er et større bruddområde avgrenset av forkastninger. Den geologiske utviklingen av dette området kjennetegnes ved intens oppsprekning og forkastningsaktivitet som bidro til å danne den store riftdalen i Oslofeltet. Det var stor vulkansk aktivitet med dannelse av spaltevulkaner og sentralvulkaner. I midtre Perm kollapset sentralvulkanene og det ble dannet kalderaer (innsunken vulkan). I Nittedal er det sedimentære avsetninger fra kambrosilurtiden, og vulkanske og intrusive bergarter fra Perm. Nittedal sentrum ligger nært inntil Nittedal kalderaen, hvor det har foregått kollaps av en tidligere vulkan med betydelig omvandling og oppsprekning av berggrunnen (Figur 2). Dette gjør at geologien i området er spesielt kompleks. Området rundt Mo gård 7

8 består i henhold til tidligere kartlegging gjort av Odd Nilsen, UIO, av sedimentære avsetninger fra kambrosilur tiden. Avsetningene er beskrevet som skifer og kalksteiner. Like sør for Mo gård stiger terrenget bratt og her ligger det vulkanske strømmer i form av basalt og rombeporfyr. Berggrunnskart fra NGU i målestokk 1: er lagt ved i Vedlegg 7. Området ved Mo gård ligger i grenselandet mellom de vulkanske bergartene i sør og de sedimentære bergartene i nord. Nærheten til Nittedalskalderaen og det at området er dekket med løsmasser gjør at geologien er noe vanskelig å tolke. Figur 2. Geologisk kart over nordøstre del av Nittedalkalderaen (fra Odd Nilsen, Universitetet i Oslo). Det er sannsynlig at den bratte stigningen opp mot de vulkanske bergartene danner et skille mot de sedimentære avsetningene som ligger på et noe lavere nivå mot nord. Bergartsstykker fra bergskjæringen øst for kollen har lys blålig farge og en finkornig tekstur, og relativt høy densitet. Bergarten har mye av mineralene feltspat og kalksilikat, og lite kvarts. Det antas at bergartstypen er hornfels, en opprinnelig sedimentær bergart som har blitt omdannet ved kontaktmetamorfose av opptrengende vulkanske smeltemasser. I bergskjæringen er det også en mer brunlig bergart med finkornig tekstur og med middels store fenokrystaller. Det antas at dette er en rombeporfyrstrøm. 8

9 Omtrent 1 km øst for Mo er det ifølge berggrunnskart alunskifer. Alunskifer kan gi ulike byggetekniske problemer og forurensning. Det antas at alunskifer ikke vil påtreffes i kollen ved Mo. 2.4 OPPSPREKNING OG BERGMASSEKVALITET Det er utført sprekkekartlegging i området. Resultatene er fremstilt i sprekkerose og stereoplott i Vedlegg 8. Kartleggingen viser at berget er forvitret og oppsprukket. Bergmassene har tre hovedsprekkesett og sporadiske sprekker. Fra sprekkerosen kan det ses at ett sprekkesett dominerer (S1). Dette har fallretning Et annet mindre dominerende sprekkesett har fallretning (S2). Sprekkesett som ble registrert (fall / fall retning): S1: / S2: / S3: / I den utsprengte bergskjæringen er bergmassekvaliteten varierende, med til dels dårlig kvalitet på berget. Det er gjennomsettende subhorisontale strukturer i bergmassen som ligger i flere nivåer i skjæringen, se Foto Disse strukturene kan være slepper med forvitret bergmasse. Berget er tett oppspruket langs en lengre strekning av skjæringen. Det er noe bedre kvalitet på skjæringen i et parti i nord og langs den naturlige skråningen sør for skjæringen. Bergmassene er blitt klassifisert i henhold til Q-metoden utviklet av Norges Geotekniske Institutt (NGI). Q-systemet er et klassifikasjonssystem for bergmasse med hensyn til stabilietet og sikring av tunneler og bergrom (Figur 4). Til klassifiseringen må seks parametere bestemmes. Parametrene som inngår i klassifiseringen er sprekkeruhet Jr, sprekkefylling Ja, sprekkesett Jn, sprekkevannsfaktor Jw, spenningsfaktor SRF og oppsprekningstall RQD. Q-verdier er beregnet ut i fra registreringer ved bergskjæringen og den naturlige skråningen sør for skjæringen. Sprekkeflater er vurdert til å være hovedsakelig ru, plan (Jr=1,5). Mange steder er det leirebelegg på sprekkene (J a =1,5-4). Det ble registrert to til tre sprekkesett + sporadiske sprekker som krysser disse (Jn=6-12). Det antas at det er horisontalspenninger i området og SRF er derfor satt til å være 1,0. Grunnvannsforholdene i området er usikkert, men på grunn av nærheten til Ørfiskebekken forventes vannførende sprekker. Disse kan injiseres med sement for å stoppe lekkasjer, slik at berget i hovedsak vil være ganske tett (Jw=1,0). Ved enkeltsprekker og svakhetssoner kan det likevel forekomme betydelige vannlekkasjer (Jw=0,5-0,66). 9

10 Størsteparten av skjæringen har en gjennomsnittlig Q-verdi på 3 (dårlig berg). En liten strekning på nordsiden har Q-verdi på 22 (godt berg). Den naturlige bergskråning i sør har en gjennomsnittlig Q-verdi på 10 (middels til godt berg). En sammenheng mellom den seismiske hastigheten (V p ) og Q-verdien er gitt i Figur 3. Det er en tydelig sammenheng mellom disse parametrene da dårlig og oppsprukket berg har lav Q- verdi og tilsvarende lav seismisk hastighet, mens godt og massivt berg har både høy Q-verdi og høy seismisk hastighet. Figuren viser at bergmassekvaliteten, ifølge den seismiske undersøkelsen, varierer mellom dårlig (ca. Q=1) og svært godt (ca. Q=200) på kollen. Langs mesteparten av profilene ligger hastighetene innenfor grensen for det som anses som middels til godt berg. Målte hastigheter i nord ligger i området m/s, mens på gårdsområdet lengre sør synker hastigheten til m/s. Det er registrert tre svakhetssoner på kollen med hastigheter mellom 3600 og 4000 m/s. De dårligste sonene er på sør- og vestsiden av kollen, mens en tredje sone er rett nord for gårdsområdet. De seismiske resultatene stemmer godt overens med Q-verdier registrert ved bergskjæring/blotning i sør, men langs nordlig del av bergskjæringen gir seismikken inntrykk av at det er noe bedre berg enn det som kan ses i skjæringen, se Vedlegg 1 og 5. Figur 3. Sammenheng mellom Q-verdien og den seismiske hastighet, Vp. Fra Barton, N.,

11 2.5 SVAKHETSSONER Området rundt Nittedalskalderaen er gjennomsatt av forkastninger. På det ingeniørgeologiske kartet i Vedlegg 1 er det tegnet inn to forkastninger med sannsynlig forløp mot øst/nordøst. Forkastningene krysser kollen i sør og i nord. En tredje mulig svakhetssone er tegnet inn langs bekkedraget vest for kollen med forløp mot nord. I bergskjæringen ved Nittedal sentrum er det registrert en svakhetssone med forvitret og desintegrert berg (Foto 14). Den er tegnet inn på det ingeniørgeologiske kartet vest for et parkeringsbygg. Det er mulig denne sammenfaller med lavhastighetssonen kartlagt med seismikk. Lengre nord er det en forsenkning i bergskjæringen som kan være en svakhetssone. Retningen til disse sonene er usikker. 2.6 VANNFORHOLD Det er ikke registrert vann på kollen eller vannutsig/drypp i bergskjæringen. Rundt kollen går den meandrerende bekken Ørfiskebekken. Bekken ligger på ca. kote +116 i sørvest og synker gradvis ned til ca. kote +108 i sørøst. Det kan forventes at grunnvannsnivået i kollen ligger noe høyere enn +116 i vest og +108 i øst, da disse nivåene representerer det laveste grunnvannsnivået på hver side av kollen. 2.7 RADONFARE NGU har kartlagt radonfaren i området ved fly- og helikoptermålinger [8], se Figur 4. Radonkonsentrasjonen på mesteparten av kollen er målt til 4-6 ppm (moderat radonverdi) og aktsomhetsklassen er angitt som høy. Et område sør på kollen har moderat aktsomhet. Utslipp av radon er i hovedsak knyttet til alunskifer og enkelt magmatiske bergarter (granitt, syenitt, etc.). Ved Mo består berggrunnen mest av av hornfels og det antas at det er lite uran (kilde til radongass) i denne bergarten. Det er kartlagt alunskifer ca. 1 km øst for Mo. 11

12 Figur 4. Aktsomhetskart for radon ved Mo ( fra NGU). 3 VURDERINGER OG ANBEFALINGER Bergryggen under Mo gård ligger sentralt og gunstig til for etablering av parkeringsanlegg i fjell. De sonderinger som er foretatt tyder på at løsmassemektigheten er begrenset og at bergoverflaten ligger fra ca. kote +125 moh. opp mot høyeste nivå på ca. kote +130 i det området som kan være aktuelt for parkeringsanlegg i fjell. Ut i fra resultat fra sonderinger synes det teknisk mulig å etablere et underjordisk parkeringsanlegg i området. Informasjon fra geologiske kart samt resultat fra feltkartlegging og seismiske undersøkelser tyder på at området har vært utsatt for omfattende tektonisk aktivitet De geologiske forhold er komplekse med til dels oppsprukne, stedvis oppknuste og forvitrede bergmasser. Markerte svakhetssoner grenser inn imot bergkollen, og det er ved feltkartlegging registrert to mindre soner som krysser området. Blottlagt berg er begrenset til naturlig og utsprengt skjæring mot øst som følger langs den høyeste og sannsynligvis den beste del av bergkollen med hensyn til bergkvalitet. Feltkartlegging og resultat fra seismikk tyder på at bergkvaliteten er relativt god langs skjæring i øst og deler av berget i nord, mens oppsprekking og forvitringsgrad tiltar mot 12

13 antatte svakhetssoner i syd og vest. Vurderingene er beheftet med usikkerhet på grunn av mangel på bergblotninger mot vest. Ut ifra vannstand i Ørfiskebekken vil grunnvannsnivå i bergryggen høyst sannsynlig ligge mellom kote +116 i sydøst og +108 moh. i sydvest. Under dette nivået vil bergmassene være vannmettet og vannførende sprekker må forventes. Bredden på et parkeringsanlegg i fjell er normalt i størrelsesorden m. Sammenheng mellom bredde på bergrom, Q-verdier og stabilitetssikring er vist i figur 4. Figur 4 Bergklasser og sikring iht. Q-systemet. Bredde 18 m er angitt med rød strek, og gul ring angir forventet sikring i bergrom med 18 m spennvidde, 13

14 Bergmassene forventes å ligge stort sett i bergklasse B, C og D tilsvarende fra god via middels til dårlig bergkvalitet. Figuren viser at bergrommet i sin helhet må sikres med systematisk bolting med varierende bolteavstand og sprøytebetong med varierende tykkelse. Tyngre sikring med forbolting og eventuelt armerte sprøytebetongbuer må forventes ved kryssing av svakhetssoner og forsenkninger med liten bergoverdekning. Tetting av lekkasjer med injisering under grunnvannsnivå (antatt mellom kote +116 og +108) må forventes. En mulig utforming av et fremtidig berganlegg er grovt skissert i vedlegg 9. Skissen viser to parallelle bergrom med bredde 18m og en mellomliggende bergpillar med tykkelse på 15m. Stabilitetsmessig bør det være en minimums bergoverdekning på ca. 10m over fremtidig bergrom. Med høyde på ca. 7m (utbygging i ett nivå) vil sålenivå i fremtidige bergrom ligge på kote +108 moh. Basert på bergtopografien synes to parallelle bergrom å være mulig i den sydlige del av kollen, mens det mot nord kan bli noe smalt for to parallelle bergrom. Utbygging i flere nivå eventuelt nedsenket nivå kan også vurderes, men faren for innlekkasje vil øke med økende dybde på anlegget. Terrengnivå utenfor bergkollen ligger på ca. kote +114 moh. For å komme ned til kote +109 moh er det nødvendig med en 40m lang adkomsttunnel dersom helning 1:8 er akseptabelt. Dersom nivået kan senkes i inngangspartiet kan adkomsttunnelen kortes inn eller helningen gjøres slakere ned til parkeringsanlegget. Sikkerhetsmessig vil det være en stor fordel å etablere kjøretunneler i begge ender av anlegget. Berggrunnen i området antas i hovedsak å bestå av hornfels og denne bergarten er vanligvis ikke knyttet til radonfare. Alunskiferen som er kartlagt ca. 1 km øst for området kan være kilden til de målte radonkonsentrasjonene da radongass kan følge sprekkesystemer i berggrunnen over lengre avstander. En eventuell radonfare i området anses ikke å utgjøre et betydelig problem for p-hallen da mennesker vil oppholde seg i hallen bare i kortere perioder. En eventuell radonfare vil også kunne fjernes ved å etablere tilstrekkelig ventilasjon. På grunn av antatt oppsprekking og forvitringsgrad forventes at store deler av bergmassene vil bli nedknust ved sprengning og senere bearbeiding og komprimering i fylling. Bergmassene vil kunne anvendes til utfylling av områder og nedre del i vegfyllinger, men neppe til kvalitetsfylling eller andre bygningstekniske formål som pukk og tilslag til asfalt eller betong. Som konklusjon på dette stadiet kan sies at det er teknisk mulig, å etablere bergrom for parkering i bergkollen, men bergmassene anses ikke å være godt egnet for etablering av parkeringshus i fjell. Det må forventes relativt tung bergsikring og en del tetting av lekkasjer ved injisering. Usikkerheten er relativt stor på dette stadiet, men det må også sies at det er utarbeidet metoder for bygging av tunneler og bergrom med store spennvidder i oppknust og vannførende berg. For å kunne vurdere lønnsomheten av et fremtidig berganlegg for parkering må kostnader beregnes. For å kunne vurdere kostnadene vil vi foreslå at det utarbeides et skisseprosjekt med kostnadsoverslag. Gjennom utarbeidelse av et skisseprosjekt vil en også kunne avdekke 14

15 spesielle utfordringer og ha mulighet til å kvantifisere usikkerhet i form av kostnader. Et skisseprosjekt vil også gi et bedre grunnlag for vurdering av strategien videre, deriblant type og omfang av grunnundersøkelser i en eventuell neste fase. Dersom kostnadsnivå inklusive usikkerhet tilsier at utbygging er interessant vil vi anbefale at det foretas grundigere kartlegging av bergforholdene med blant annet tettere boringer, geofysiske undersøkelser, eventuelt mellomhullsseismikk samt boringer med opptak av kjerneprøver. Grunnvanns- og lekkasjeforhold kan kartlegges med geoelektrisk profilering, innmåling av grunnvannsnivå og prøvepumping i borhull. 15

16 REFERANSER 1. Norges Geologiske Undersøkelse, Berggrunnskart, M 1: , 2. Norges Geologiske Undersøkelse, Kvartærgeologisk kart, M 1: , 3. Nittedal kommune, kartgrunnlag. 4. Mesta Drift AS, Resultater fra boringer. 5. Odd Nilsen, Universitetet i Oslo, Berggrunnen i Nittedal - et geologisk mangfold. 6. Geomap AS, Rapport Refraksjonsseismiske grunnundersøkelser. 7. Barton N., Rock quality, seismic velocity, attenuation and anisotropy. 8. Norges Geologiske Undersøkelse, Radon aktsomhetskart, VEDLEGG Vedlegg 1: Ingeniørgeologisk kart Vedlegg 2: Bilder tatt ved befaring Vedlegg 3: Resultater fra totalsonderinger Vedlegg 4: Tolkning av bergkoter Vedlegg 5: Refraksjonsseismiske undersøkelser (Geomap AS) Vedlegg 6: Kvartærgeologisk kart (NGU) Vedlegg 7: Berggrunnskart (NGU) Vedlegg 8: Sprekkerose og stereoplott Vedlegg 9: Høydeprofiler 16

17 Vedlegg 1 Ingeniørgeologisk kart