Sørfjorden - Utfylling

Transkript

1 RAPPORT Sørfjorden - Utfylling OPPDRAGSGJEIVAR Vaksdal kommune EMNE Utfylling- stabilitet, setningar og fundamentering DATO / REVISJON: 13. november 2017 / 01 DOKUMENTKODE: RIG-RAP-002

2 Denne rapporten er utarbeidet av Multiconsult i egen regi eller på oppdrag fra kunde. Kundens rettigheter til rapporten er regulert i oppdragsavtalen. Hvis kunden i samsvar med oppdragsavtalen gir tredjepart tilgang til rapporten, har ikke tredjepart andre eller større rettigheter enn det han kan utlede fra kunden. Multiconsult har intet ansvar dersom rapporten eller deler av denne brukes til andre formål, på annen måte eller av andre enn det Multiconsult skriftlig har avtalt eller samtykket til. Deler av rapportens innhold er i tillegg beskyttet av opphavsrett. Kopiering, distribusjon, endring, bearbeidelse eller annen bruk av rapporten kan ikke skje uten avtale med Multiconsult eller eventuell annen opphavsrettshaver RIG-RAP november 2017 / 01 Side 2 av 9

3 RAPPORT OPPDRAG Sørfjorden - Utfylling DOKUMENTKODE RIG-RAP-002 EMNE Utfylling- stabilitet, setningar og fundamentering TILGJENGELEGHEIT Open OPPDRAGSGJEVAR Vaksdal kommune OPPDRAGSLEIAR Anne Birgitte Roe KONTAKTPERSON Willy-Andre Gjesdal UTARBEIDA AV Anne Birgitte Roe KOORDINATAR SONE: 32V ØST: NORD: ANSVARLEG EINING Seksjon GNR./BNR./SNR. Geoteknikk Vest Samandrag I samband med bygging av tunnelar for ny jernbane og veg (E16) mellom Bergen og Voss vert det tilgang på sprengstein. Vaksdal kommune ønskjer å nytta desse steinmassane til å etablera nytt byggjeland ved fylling i sjø ved Stanghelle og Vaksdal. Føreliggjande notat omhandlar stabilitet, setningar og fundamenteringstilhøve for planlagde utfyllingar. Vi gjev her ei oppsummering av resultata av grunnundersøkingar og våre vurderingar. Det er utført grunnundersøkingar for eit tidleg planstadium. På eit seinare planstadium vil det verte naudsynt med supplerande grunnundersøkingar og nye stabilitetsvurderingar. Vi vil understreka at resultata av seinare vurderingane kan verte at utfyllingsområda kan verte både større og mindre enn det våre vurderingar syner i rapporten som her ligg føre. Stanghelle Ved Stanghelle syner resultata frå grunnundersøkingane at det er store variasjonar i grunntilhøva ved planlagt utfylling. Bergoverflata er kupert og det er store variasjonar i tjukna på dei ulike laga med lausmassar. Det er registrert eit topplag med laust lagra materiale, tolka som siltig leire og sandig silt. Tjukna på dette varierer mellom eit par meter og 15 m. Den siltige leira har låg styrke, dvs. at ho er blaut til svært blaut. I ein prøve er materialet klassifisert som kvikkleire, medan materialet i dei andre prøvene verken er kvikt eller sensitivt. Under dette laget er massane middels fast til fast lagra ned til berg. På grunn av laget med blaut siltig leire er det naudsynt å leggje ut motfyllingar for å oppnå tilstrekkeleg stabilitet for planlagt utfylling. Omfanget av motfylling er i stor grad styrt av utbreiinga og styrken på laget med siltige leira samt djupna og hellinga på sjøbotn. Følgjeleg vil omfanget av motfyllingar i stor grad variere. Våre stabilitetsvurderingar syner at aust for Daleelva vil det ved utfylling vere behov for ei så stor motfylling at elveløpet vert innsnevra på ein slik måte at NVE truleg ikkje vil akseptera dette. For området vest for Daleelva syner våre vurderingar at det kan leggjast ut fylling med motfylling. Ved flytebryggene (i den søraustlege delen av planlagt utfylling) består grunnen av opptil 3,5 m med laust lagra massar. Der må det utførast supplerande grunnundersøkingar for å kunne vurdere om fortrenging av dette laget er ein eigna metode. Vi har derfor ikkje skissert nokon utfylling i dette området. Vaksdal Det er vurdert utfylling i tre område ved Vaksdal, kalt Vaksdal Nor, Vaksdal Mølle og Vaksdal Sør. Sjøbotn i desse områda er stadvis svært bratt. Resultata frå dei seismiske undersøkingane syner at det kun er registrert eit tynnare lag med sediment og stadvis mest truleg bergbotn. Lausmassane er tolka som grove sediment eller morene. Vår vurdering er at den brattaste hellinga sjøbotn kan ha ved utlegging av ei fylling, er omtrent 1:2, dvs. 27. På bakgrunn av hellinga på sjøbotnen og stabilitetsvurderingar, har vi utført vurderingar for utfylling ved dei tre områda i Vaksdal Tatt med volum av utfylling ved Stanghelle Anne Birgitte Roe Runar Tyssebotn Anne Birgitte Roe Klar til utsending Anne Birgitte Roe Runar Tyssebotn Anne Birgitte Roe REV. DATO BESKRIVELSE UTARBEIDET AV KONTROLLERT AV GODKJENT AV MULTICONSULT Nesttunbrekka Nesttun Tlf multiconsult.no NO MVA

4 multiconsult.no INNHALD Innleiing... 5 Stanghelle Grunntilhøve Innsnevring av elveløpet Skredvurdering i samsvar med NVE sin kvikkleireveileder Stabilitetsvurderingar Setningar Fundamentering... 7 Vaksdal Grunntilhøve Stabilitetsvurderingar Vaksdal Nord Vaksdal Mølle Vaksdal Sør Setningar Fundamentering... 8 Utfyllingsmetode Stanghelle Vaksdal... 9 Risikovurdering... 9 Referansar... 9 Teikningar RIG-TEG-001-rev01 Borplan LARK-TEG-01 Vaksdal Sør LARK-TEG-02 Vaksdal Mølle LARK-TEG-03 Vaksdal Nord LARK-TEG-04 Stanghelle RIG-RAP november 2017 / 01 Side 4 av 9

5 Sørfjorden - Utfylling Utfylling- stabilitet, setningar og fundamentering multiconsult.no 1 Innleiing I samband med bygging av tunnelar for ny jernbane og veg (E16) mellom Bergen og Voss vil det verte tilgang på sprengstein. Vaksdal kommune ynskjer å nytta desse steinmassane til å etablera nytt byggjeland ved fylling i sjø ved Stanghelle og Vaksdal. Områda som er aktuelle for utfylling er kalt Vaksdal sør, Vaksdal Mølle, Vaksdal nord og Stanghelle. Føreliggjande notat omhandlar stabilitet, setningar og fundamenteringstilhøve for planlagde utfyllingar. Vi gjev her ei oppsummering av resultata av grunnundersøkingar og våre vurderingar. I våre berekningshefte har vi teke med alle føresetnadar og val av geotekniske parametre som er nytta i samband med vurderingane. 2 Stanghelle 2.1 Grunntilhøve Ved Stanghelle har vi utført overordna geotekniske grunnundersøkingar for planlagt utfylling ved Stanghelle, og desse er presentert i RIG-RAP-001 (1). I tillegg har GeoPhysix utført refraksjonsseismiske undersøkingar (2). Resultata frå grunnundersøkingane syner at det er store variasjonar i grunntilhøva. Bergoverflata er kupert og det er store variasjonar i tjukna på dei ulike laga med lausmassar. Det er registrert eit topplag med laust lagra materiale. Tjukna er registrert frå ein meter ved flytebryggja og eit par meter vest for Holmen, medan aust for Holmen har laget ei tjukne på opptil 15 m. Laget består av antatt siltig leire og middels- til einsgradert sandig silt. Den siltige leira er blaut til svært blaut. I ein prøve er materialet klassifisert som kvikkleire, medan materialet i dei andre prøvene verken er kvikt eller sensitivt. Under topplaget er det i mange, men ikkje alle, borpunkta registrert eit lag med middels fast lagra materiale tolka som sand. Deretter er materialet fast til svært fast lagra, tolka som sand og grus med stein eller morene. Det er store variasjonar i tjukna på dette laget, frå 0 til over 17m. 2.2 Innsnevring av elveløpet Ei utfylling ved Stanghelle vil føre til innsnevring av utløpet til Daleelva. Vaksdal kommune er i eit tidleg stadium i planleggingsarbeidet, og det har førebels ikkje vore nokon avklaring mot NVE når det gjeld endring av elveløpet. Dette er eit viktig premiss når det gjeld utforming av utfyllinga. Vi vil derfor rå til at det tidleg i planarbeidet vert avklart i kor stor grad NVE akseptert å innsnevre utløpet av Daleelva. 2.3 Skredvurdering i samsvar med NVE sin kvikkleireveileder I områder der det er registrert kvikkleire skal NVE sin kvikkleireveileder (3) nyttast for planarbeidet. På bakgrunn av at det er registrert kvikkleire ved Stanghelle, vil vi rå til at planlegging i ein seinare planfase vert utført i samsvar med denne rettleiaren. Det vil her vere naudsynt med supplerande grunnundersøkingar for mellom å anna kartleggje omfanget av kvikkleire RIG-RAP november 2017 / 01 Side 5 av 9

6 Sørfjorden - Utfylling Utfylling- stabilitet, setningar og fundamentering multiconsult.no 2.4 Stabilitetsvurderingar I vårt berekningshefte RIG-BER-001 (4) har vi presentert føresetnadar, val av geotekniske parametre og resultat frå stabilitetsvurderingane for utfylling ved Stanghelle. I føreliggjande notat tek vi kun med ei oppsummering av resultata. I samråd med Vaksdal kommune er toppfylling lagt på kote 3. På grunn av laget med blaut siltig leire er det naudsynt å leggje ut motfyllingar for å oppnå tilstrekkeleg stabilitet for planlagt utfylling. Omfanget av motfylling er i stor grad styrt av utbreiinga og styrken på laget med siltige leira samt djupne og helling på sjøbotn. Følgjeleg vil omfanget av motfylling i stor grad variere. Våre stabilitetsvurderingar syner at aust for Daleelva vil det ved utfylling vere behov for ei så stor motfylling at elveløpet vert betydeleg innsnevra. NVE må vurdere om dette er akseptabelt. Når det gjeld vestsida av elveløpet er foten til motfyllinga plassert ved føreslegen fyllingskant på teikning RIG-TEG-001-rev01. Ut i frå den informasjonen vi har i dag om grunntilhøva, kan fyllinga og motfyllinga parallellforskyvast mot Daleelva. Dette føreset at geometrien på fyllinga vert ivareteken og at NVE akseptere den innsnevringa som utfyllinga medfører. Vest for utfyllingsområdet mellom Agnavikjæ og Holmen, vert sjøbotn gradvis brattare fram til marbakken. Foten på motfyllinga er her plassert i overgangen mot marbakken. Ved flytebryggene (i den søraustlege delen av planlagt utfylling) består grunnen av opptil 3,5 m med laust lagra massar, men vi har ikkje prøvar av dette materialet. Sjøbotn har her ei relativ bratt helling på om lag 1:2. For utfylling på sjøbotn med denne hellinga er det naudsynt at grunnen består av fast lagra massar av sand og grus eller morene for at ei fylling skal verte stabil. Det fører med seg at i området ved flytebryggjene vil det vere naudsynt å fortrengje laget som er laust lagra for å få ei stabil fylling. Det må utførast supplerande grunnundersøkingar med prøvetaking for å kunne vurdere om fortrenging er ein eigna metode. Vi har derfor ikkje skissert nokon utfylling i dette området. I stabilitetsvurderingane har vi lagt til grunn av laget med siltig leire er konsolidert, våre overslag syner at konsolideringstida er frå 3 månader til eit år, avhengig av tjukna på laget med siltig leire. Det kan vere naudsynt med fleire konsolideringstrinn. Dette kan føre til at det vert naudsynt med pausar i utfyllingsarbeidet. Vi har utført stabilitetsvurderingar i fem profil. For fire av desse profila har vi dimensjonert motfyllingar. Ved fastsetting av utfyllingsområdet har vi interpolert mellom profila. I tillegg er det kun utført innleiande stabilitetsutrekningar basert på eit avgrensa program for grunnundersøkingar. På eit seinare planstadium vil det verte naudsynt med supplerande grunnundersøkingar og nye stabilitetsvurderingar for å dimensjonere planlagt utfylling. Det er særleg utbreiinga av laget med siltig leire som må kartleggjast i tillegg til omfanget av kvikkleire. Vi vil understreka at resultata av seinare vurderingar kan verte at storleiken på utfyllingsområdet vert endra i forhold til det våre vurderingar syner på noverande stadium. På teikning LARK-TEG-04 har vi synt omfanget av fylling og motfylling. Storleiken på utfyllinga vert om lag: - Areal på topp fylling : m 2 Volum : m RIG-RAP november 2017 / 01 Side 6 av 9

7 Sørfjorden - Utfylling Utfylling- stabilitet, setningar og fundamentering multiconsult.no 2.5 Setningar Prosjektet er i ein tidleg fase og vi har ikkje utført berekningar av setningsomfang. Våre overslag over konsolideringsperioden synar at eit år etter utlegging av fyllinga vil primærsetningane i sjøbotn vere unnagjort. I tillegg kjem kryp i dei stadlege massane og eigensetningar i fyllmassane. Eigensetningane i fyllmassane vil vere i storleiken 1-2 % av fyllingshøgda. Etter at fyllinga er lagt ut vil vi rå til at det vert sett ut setningsboltar for å måle setningsutviklinga på fyllinga. På den måten får ein eit godt grunnlag for å vurdere fundamentering av bygningar. 2.6 Fundamentering Fundamentering av bygg på fyllinga er avhengig av kva type bygg som skal byggjast og kor desse vert plassert. Mogelege fundamenteringsmetodar kan vere direkte fundamentering eller fundamentering på pelar. 3 Vaksdal 3.1 Grunntilhøve For utfylling i dei tre områda ved Vaksdal har GeoPhysix utført refraksjonsseismiske undersøkingar (2). Det er her uvisst i kor stor grad det vert utfylling. Følgjeleg ønskte Vaksdal kommune at det her ikkje vart utført geotekniske grunnundersøkingar. Sjøbotn i desse områda er stadvis svært bratt. Resultata frå dei seismiske undersøkingane syner at det kun er registrert eit tynnare lag med sediment og stadvis mest truleg bergbotn. Sedimenta vert registrert med ein hastighet på m/s, antatt grove sediment eller morene. Registrert sedimenttjukne varierer mellom 0 og 12 m, og det er variasjonar både i profila og mellom profila. Det er også registrert antatt berg på sjøbotn. 3.2 Stabilitetsvurderingar I vårt berekningshefte RIG-BER-002 (5) har vi presentert våre føresetnadar, val av geotekniske parametre og resultat frå stabilitetsvurderingane for utfylling ved Stanghelle. I føreliggjande notat tek vi kun med ei oppsummering av desse. I samråd med Vaksdal kommune er toppfylling lagt på kote 3. Vår vurdering er at den brattaste hellinga sjøbotn kan ha ved utlegging av ei fylling, er omtrent 1:2, dvs. 27. Vi har derfor kun utført stabilitetsutrekningar for eitt profil med denne hellinga. Fyllingsfot i utrekningane er lagt på kote minus 45, medan fyllinga er lagt med ei helling 1:1,5. Med desse føresetnadane har fyllinga tilstrekkeleg stabilitet. På bakgrunn av hellinga av sjøbotnen og denne stabilitetsvurderinga, har vi utført vurderingar for utfylling ved Vaksdal nord, Vaksdal sør og Vaksdal Mølle, sjå teikning LARk-TEG-01 til -03. På eit seinare planstadium vil det verte naudsynt å utføre geotekniske grunnundersøkingar for å fastsetje geotekniske parametre for lausmassane. Deretter må det utførast nye stabilitetsvurderingar Vaksdal Nord For Vaksdal Nord er fyllinga lagt ned til kote minus 45 i dei områda der sjøbotn ved fyllingsfot har ei helling på 1:2 eller slakare. Omfanget av utfylling er synt på teikning LARK-TEG RIG-RAP november 2017 / 01 Side 7 av 9

8 Sørfjorden - Utfylling Utfylling- stabilitet, setningar og fundamentering multiconsult.no Storleiken på utfyllinga vert om lag: - Areal på topp fylling : m 2 Volum : m Vaksdal Mølle Ved Vaksdal Mølle er det ei hylle på sjøbotn på om lag kote minus 10 til minus 15. Utanfor denne hylla har sjøbotn ei for bratt helling til at det er mogeleg å få lagt ut ei sjøfylling. Vi har følgjeleg lagt fyllingsfot på denne hylla på sjøbotn, noko som gjer det mogeleg med ei mindre utfylling i dette området. Omfanget av utfylling er synt på teikning LARK-TEG-02. Storleiken på utfyllinga vert om lag: - Areal på topp fylling : 670 m 2 Volum : m Vaksdal Sør For Vaksdal Sør er fyllinga lagt ned til kote minus 45 i dei områda der sjøbotn ved fyllingsfot har ei helling på 1:2 eller slakare. Omfanget av utfylling er synt på teikning LARK-TEG-01. Storleiken på utfyllinga vert om lag: - Areal på topp fylling : m 2 Volum : m Setningar Grunnen er tolka til å bestå av fast lagra massar av sand, grus eller morene. I denne typen materiale vil det alt vesentlege av setningane i grunnen vere unnagjort i løpet av utleggsfasen. Det er eigensetningar i fyllmassane som vil gje setningar etter utlegging av fyllinga. Desse vil vere i storleiken 2% av fyllingshøgda i den ytre delen av fyllinga. Det er skjerdeformasjonar som fører til at setningane vert størst ved fyllingsfronten. I den indre delen av fyllinga vil eigensetningane vere i storleiken 1% av fyllingshøgda. 3.4 Fundamentering Grunna størst setningar ved fyllingsfront vil vi rå til at bygningar vert fundamenterte i den bakre delen av områda. I desse innleiande vurderingane kan ein anta at om lag den indre halvparten av utfyllingsområda kan nyttast til bygningar. Normal komprimering kan ha effekt ned til om lag kote minus 2. Det vil seie at i den indre delen av tomta kan det vere tilstrekkeleg med normal komprimering for å få etablert byggjeland. Ved å nytta djupkomprimering kan truleg ein noko større del av fyllinga nyttast til byggjeland, men også denne metoden har sine avgrensningar mot fyllingsfronten. Nærare enn om lag 5 m i frå fyllingsfronten har metoden liten effekt. 4 Utfyllingsmetode Ved utlegging av fylling på sjø er det svært viktig at fyllinga vert lagt ut med planlagt geometri og at denne vert kontrollert i anleggsfasen. Det må derfor utarbeidast ein fyllingsplan. Det må utførast fortløpande geometrisk kontroll av fyllinga medan ein legg ut fyllinga for å halde kontroll på stabiliteten også under vegs RIG-RAP november 2017 / 01 Side 8 av 9

9 Sørfjorden - Utfylling Utfylling- stabilitet, setningar og fundamentering multiconsult.no 4.1 Stanghelle Fyllingane ved Stanghelle er planlagt på sjøbotn med leire som kan vere kvikk. Det er derfor naudsynt å leggje ut motfylling frå lekter. For å få lagt ut fyllingar slik dei er skisserte i vårt arbeid, vil det også vere behov for å leggje dei ut med gravemaskin frå lekter. Dette fyllingsarbeida må følgjast opp med målingar av poretrykk. Utfyllinga skal starte med ytste del av motfyllingane og deretter byggje seg innover mot land. 4.2 Vaksdal Fyllingane ved Vaksdal er planlagt på store vassdjup og det er derfor naudsynt å leggje ut sprengsteinsmassane frå lekter. Ved utlegging frå endetipp får fyllingsfronten ei for bratt helling, og det vil ikkje vere mogeleg å leggje ut fyllinga til prosjektert djupne. Fyllinga skal leggjast ut med lekter opp til om lag kote minus 4. Deretter kan fyllings leggjast ut frå endetipp. 5 Risikovurdering Arbeid med sjøfylling på store vassdjup medfører risiko for utglidingar. Det same gjeld utfylling på sjøbotn som kan vere kvikk. Konsekvensane ved ei utgliding kan vere fatale, i tillegg til at ein kan miste både utstyr og større mengder sprengstein. Det må difor utførast ei risikovurdering av arbeida under planleggingsarbeida. I forkant av utfyllingsarbeidet må arbeidet verte godt planlagt slik at faremoment vert kartlagt og arbeider vert utført i riktig rekkjefølgje. For å gå gjennom alle operasjonar skal det før arbeidet starter gjennomførast ein sikker jobbanalyse (SJA) som vert kontrollert av byggherrens representant. 6 Referansar 1. Multiconsult ASA RIG-RAP-001, Utfylling - Sørfjorden, datert GeoPhysix AS. Rapport 17056: Refraksjonsseismiske undersøkelser for utfylling i Sørfjorden, Vaksdal, datert NVE Norges Vassdrags- og Elektrisitetsvesen (2014). "Sikkerhet mot kvikkleireskred. Vurdering av områdestabilitet ved arealplanlegging og utbygging i områder med kvikkleire og andre jortarter med sprøbruddegenskaper. "NVE veilder 7/ Multiconsult Norge AS RIG-BER-001, Sørfjorden-utfylling. Stanghelle, geoteknisk rådgjeving- stabilitet, setningar og fundamentering, datert Multiconsult Norge AS RIG-BER-002, Sørfjorden - Utfylling. Vaksdal, geoteknisk rådgjeving- stabilitet, setningar og fundamentering for utfylling. Datert RIG-RAP november 2017 / 01 Side 9 av 9

10

11 Meter LARK-TEG-01 ABR

12 Meter LARK-TEG-02 ABR

13 Meter LARK-TEG-03 ABR

14 Meter LARK-TEG-04 ABR 0