Bergen kommune. BYBANEN I BERGEN Strekning Rådal - Flesland. Teknisk forprosjekt Geoteknikk. Dokument nr. TF-R-002-NO

Transkript

1 Bergen kommune BYBANEN I BERGEN Strekning Rådal - Flesland Teknisk forprosjekt Dokument nr. TF-R-002-NO DESEMBER 2010

2 BYBANE I BERGEN PLANNIVÅ 2: FORPROSJEKT RÅDAL - FLESLAND Side 1 Prosjektnr: Prosjektnavn: BYBANE I BERGEN: RÅDAL - FLESLAND Tittel: Teknisk forprosjekt Forfattere: Norconsult AS Are W. Stuvøy Oppdragsgiver: Bergen kommune Sammendrag: Denne rapporten omhandler geotekniske forhold for utbyggingen av Bybanen i Bergen på strekningen fra Rådal til Flesland. Vurderingene knyttet til geoteknikk og fundamentering er for det meste av generell art, og beheftet med usikkerhet på grunn av lite informasjon om grunnforholdene på strekningen. Det anbefales at det utføres mer detaljerte grunnundersøkelser i neste fase av prosjektet. Det antas generelt at det på store deler av dagstrekningene er liten eller ingen løsmassedekning, og at en dermed vil få et tilnærmet setningsfritt banefundament uten spesielle tiltak. Det må imidlertid forventes at en flere steder, for eksempel i forkastningssoner og ved myrområder, kan ha større mektighet av løsmasser. I slike områder kan det være behov for spesielle fundamenteringsløsninger. Det vil bli flere dype byggegroper i forbindelse med kulverter og forskjæringer for bergtunneler. Det er ikke observert geotekniske forhold som setter gjennomførbarheten i fare, men sannsynligvis må traseen justeres noe ved eksisterende næringsbygg i Kokstadflaten 30 og 40 (ca. profil ). Norconsult AS Sandvika, 10. desember 2010 Are W. Stuvøy Fagansvarlig geoteknikk Per Nyberg Fagkontroll geoteknikk Finn Mellum Oppdragsleder N:\501\34\ \5 Arbeidsdokumenter\59 \Forprosjekt\Teknisk forprosjekt rapport_.doc

3 BYBANE I BERGEN PLANNIVÅ 2: FORPROSJEKT RÅDAL - FLESLAND Side 2 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 Innledning Grunnforhold Fundamentering generelt Antatte fundamenteringstiltak på de ulike dagstrekningene Rådal - Folldaltunnelen (vedlegg 1) Folldaltunnelen - Steinsviktunnelen (vedlegg 2) Steinsviktunnelen - Feråstunnelen (vedlegg 3) Feråstunnelen - Sandslitunnelen (vedlegg 4 og 5) Sandslitunnelen - Birkelandskrysset (vedlegg 6 og 7) Birkelandskrysset - Fleslandtunnelen (vedlegg 8 og 9) Kulverter på tunnelstrekningene Ca. profil 780 (vedlegg 2) Ca. profil (vedlegg 3) Ca. profil (vedlegg 4) Ca. profil (vedlegg 10) Videre arbeid VEDLEGG: Plan- og profiltegninger med antakelser vedrørende grunnforhold (10 sider, A3) N:\501\34\ \5 Arbeidsdokumenter\59 \Forprosjekt\Teknisk forprosjekt rapport_.doc

4 BYBANE I BERGEN Side 3 PLANNIVÅ 2: FORPROSJEKT RÅDAL - FLESLAND 1 INNLEDNING Denne rapporten omhandler geotekniske forhold for utbyggingen av Bybanen i Bergen på strekningen fra Rådal til Flesland. Strekningen består av totalt ca. 7 km dobbeltspor. Fra Lagunen går traseen via Råstølen, Feråsen og Sandsli frem til Ytrebygdsvegen. Traseen går videre langs vestsiden av Ytrebygdsveien frem til kryssing av Flyplassvegen ved Birkelandskrysset. Traseen går derfra på sørsiden av Flyplassvegen frem til kryssing under veien ved Såtemyrene. Videre går traseen på norsiden av Flyplassvegen frem til tunnelåpning ca. 200 m øst for rundkjøringen ved Flyplassen.Tunnelen går under dagens parkeringsplass og videre inn til planlagt terminal ved Lilandshaugen. Det er planlagt 5 bergtunneler på strekningen, samt flere kulverter. Denne rapporten omhandler i hovedsak dagstrekningene på traseen, mens strekningene med bergtunnel er omtalt nærmere i forprosjektrapport for ingeniørgeologi. Deler av tunnelstrekningene er imidlertid omtalt i kapittel 5 i foreliggende rapport. Dette gjelder tunnelstrekninger hvor det forventes behov for midlertidige inngrep i dagen, dvs. kulverter. Vurderingene knyttet til geoteknikk og fundamentering er for det meste av generell art, og beheftet med usikkerhet på grunn av lite informasjon om grunnforholdene på strekningen. Det anbefales at det utføres mer detaljerte grunnundersøkelser i neste fase av prosjektet. Figur 1.1: Flyfoto med foreslått trasé inntegnet. N:\501\34\ \5 Arbeidsdokumenter\59 \Forprosjekt\Teknisk forprosjekt rapport_.doc

5 BYBANE I BERGEN PLANNIVÅ 2: FORPROSJEKT RÅDAL - FLESLAND Side 4 2 GRUNNFORHOLD Det er utført et meget begrenset program av grunnundersøkelser i denne fasen, og det er heller ikke undersøkt om det foreligger geotekniske undersøkelser utført for andre prosjekter i området. Antakelser om grunnforhold må derfor i hovedsak baseres på observasjoner fra befaring, topografiske kart og løsmassekart. Terrenget i området er preget av relativt store høydeforskjeller, med koller og smale dalsøkk. Området inneholder en del store og mange små vann, likeledes noen store og mange små bekker. Ved forsenkningene i terrenget er det ofte relativt stor løsmassemektighet, mens kollene ofte har liten eller ingen løsmassedekning. Løsmassekart/kvartærgeologisk kart gir en grov indikasjon på hvilke type masser som kan forventes i øvre løsmasselag. Kartet indikerer at en i store deler av prosjektområdet har bart berg eller tynt løsmassedekke over berg. Videre indikerer kartet at en har flere områder med torv og myr, samt områder med morenemasser. Figur 2.1: Kvartærgeologisk kart over området ( Resultatene fra grunnundersøkelser utført i denne fasen er presentert i rapport fra Multiconsult AS, datert 1. oktober Det er kun boret der en anså at grunnforholdene kunne ha avgjørende betydning for valg av banetrasé. Det er ikke boret for å kartlegge fundamenteringsforhold, men for å undersøke løsmassemektighet ved enkelte av tunnelene. Ved Feråstunnelen er det utført 3 totalsonderinger i et område som kalles Petedalsmyra (ca. profil 2300). På tross av navnet synes ikke området å være spesielt bløtt. Boringene viste imidlertid at det er stor løsmassemektighet, inntil ca. 18 m i ett av borpunktene. Ved Birkelandsvannet (ca. profil ) viser gamle flyfoto at det er foretatt utfylling i nordenden av vannet. Ifølge opplysninger fra grunneier ble dagens fylling ved hagesenteret lagt ut for ca år siden. I området ved Birkelandskrysset antas at det er relativt stor mektighet av organiske masser. Dette er basert på informasjon fra byggeledelsen i Statens vegvesen, samt gamle kart og flyfoto over området. Bekken er lagt i kulvert under kryssområdet. Vi har fått opplyst at det er delvis masseutskiftet for veien, men at en pga. stor mektighet av bløte masser og høy grunnvannstand ikke har masseutskiftet helt ned til fast grunn. Bruene i kryssområdet er fundamentert på peler. På strekningen fra Birkelandskrysset til Flesland ligger Flyplassvegen stedvis i bergskjæring, og stedvis på fylling over forsenkninger i terrenget. I forsenkningene antas at det kan være relativ stor mektighet av bløte, organiske masser. N:\501\34\ \5 Arbeidsdokumenter\59 \Forprosjekt\Teknisk forprosjekt rapport_.doc

6 BYBANE I BERGEN PLANNIVÅ 2: FORPROSJEKT RÅDAL - FLESLAND Side 5 3 FUNDAMENTERING GENERELT Det antas generelt at det på store deler av dagstrekningene er liten eller ingen løsmassedekning, og at en dermed vil få et tilnærmet setningsfritt banefundament uten spesielle tiltak. Det må imidlertid forventes at en flere steder, for eksempel i forkastningssoner og ved myrområder, kan ha større mektighet av løsmasser. I slike områder kan det være behov for spesielle fundamenteringsløsninger. I områder med begrenset mektighet av bløte masser vil det trolig være mest hensiktsmessig å masseutskifte til berg/fast grunn. Underbygningen bygges da opp med sprengt stein fra prosjektet, som legges ut lagvis og komprimeres. Dette vil gi en tilnærmet setningsfri fundamentering, men det kan likevel være behov for undersprengning/utkiling for å utjevne brå overganger mellom ulike typer underbygning. I områder med stor mektighet av bløte masser og høy grunnvannstand kan følgende fundamenteringstiltak være aktuelle: - Masseutskifting ved graving og/eller fortrengning under vann - Forbelastning med overhøyde - Fundamentering på pelet betongplate/myrbru Pelefundamentering kan være mest hensiktsmessig ved stor mektighet av bløte masser, eller dersom hensyn til nærliggende veier eller bygninger utelukker andre tiltak som masseutskifting eller forbelastning. Jordarmering kan bidra til å bedre bæreevnen på bløt grunn. Jordarmering vil imidlertid ikke hindre at det oppstår setninger ved oppfylling på bløt grunn. I områder der banen skal heves over dagens terrengnivå kan det være aktuelt å benytte lette fyllmasser for å redusere setninger i underliggende løsmasser. Aktuelle materialer kan være lettklinker, skumglass eller EPS. Fylling på peler kan være et annet alternativ i områder hvor banen skal heves over dagens terrengnivå. Det antas at alle bruer på strekningen kan fundamenteres enten direkte på berg eller på peler til berg. N:\501\34\ \5 Arbeidsdokumenter\59 \Forprosjekt\Teknisk forprosjekt rapport_.doc

7 BYBANE I BERGEN PLANNIVÅ 2: FORPROSJEKT RÅDAL - FLESLAND Side 6 4 ANTATTE FUNDAMENTERINGSTILTAK PÅ DE ULIKE DAGSTREKNINGENE 4.1 Rådal - Folldaltunnelen (vedlegg 1) Fra brua over Fanavegen går banen i bergskjæring frem til portalkonstruksjon/kulvert under Steinsvikvegen. Påhugg for bergtunnelen blir trolig liggende på vestsiden av Steinsvikvegen. Totalsonderinger utført på hver side av Stensvikvegen viser hhv. 3,2 og 4,3 m dybde til antatt berg. Boringene indikerer at løsmassene består av faste, grove masser. Det antas å være begrenset behov for gravesikring ifm. forskjæringen, men dette vil blant annet avhenge av løsning for omlegging av Steinsvikvegen. 4.2 Folldaltunnelen - Steinsviktunnelen (vedlegg 2) Fra bergtunnelen går banen over i portalkonstruksjon/kulvert. Det antas at det er lite løsmasser i dette området, men det kan ikke utelukkes at dybden til berg øker ut mot Steinsvikvegen. Det kan dermed være behov for noe gravesikring mot veien ifm. utgraving for kulvert og støttemurer ved ca. profil 900. Frem til portalkonstruksjon for Steinsviktunnelen følger banen stort sett dagens terrengnivå. Det er observert berg i dagen flere steder på denne strekningen, og det forventes ikke spesielle utfordringer knyttet til fundamentering. Det kan imidlertid ikke utelukkes at det stedvis er bløt grunn og at det dermed kan være aktuelt med for eksempel masseutskifting til berg/fast grunn. Inn mot tunnelpåhugget er det observert berg i dagen enkelte steder, og ut i fra dette antas generelt liten løsmassemektighet ved forskjæringen. Totalsonderinger mellom ca. profil 1360 og 1430 viste 1,7-3,8 m dybde til berg. Det antas at det kan bli behov for noe gravesikring ifm. forskjæringen. Bolighus i Dortledhaugen 1A og 1B antas å være fundamentert på berg. 4.3 Steinsviktunnelen - Feråstunnelen (vedlegg 3) Fra tunnelåpningen går banen på bru over Steinsvikvegen. Det antas foreløpig at østre landkar og østre søylepar kan fundamenteres med såler direkte på berg, men at øvrige fundamenter må ha peler til berg. I skråningen opp mot påhugget for Feråsentunnelen antas at det kan være relativt stor mektighet av løsmasser. Når grunnforholdene her er undersøkt må det vurderes om banestrekningen mellom brua og tunnelen kan fundamenteres direkte på stedlige løsmasser, eller om det er behov for spesielle tiltak som for eksempel å forlenge brua. 4.4 Feråstunnelen - Sandslitunnelen (vedlegg 4 og 5) Fra holdeplassen ved Sandslivegen går banen i bru over Sandslielva. Basert på observasjoner fra befaring antas foreløpig at brua kan fundamenteres direkte på berg. Fra brua går banen i skjæring og små fyllinger gjennom et småkupert skogsområde frem til Sandslimarka. Det antas at det i dette området hovedsakelig vil bli bergskjæringer, men at det kan være noe løsmasser der en krysser forsenkninger i terrenget. Ved Sandsli er det berg i dagen på begge sider av holdeplassen, men det kan ikke utelukkes at det er større løsmassemektighet ved holdeplassen. N:\501\34\ \5 Arbeidsdokumenter\59 \Forprosjekt\Teknisk forprosjekt rapport_.doc

8 BYBANE I BERGEN PLANNIVÅ 2: FORPROSJEKT RÅDAL - FLESLAND Side Sandslitunnelen - Birkelandskrysset (vedlegg 6 og 7) Fra ca. profil 3600 til 3700 blir banen liggende på en gammel fylling i enden av Birkelandsvannet. Ifølge grunneier er dette en blandingsfylling som ble anlagt for år siden. Basert på disse opplysningene antas at det ikke er pågående setninger i fyllingen. Dersom stabiliteten av fyllingen ikke er tilfredsstillende kan det imidlertid bli behov for spesielle tiltak som for eksempel motfylling. Generelt er det gunstig mhp. stabilitet og setninger at traseen her ligger noe lavere enn dagens terrengnivå. Behov for geotekniske tiltak må imidlertid vurderes nærmere etter at det er utført grunnundersøkelser. Det bør også vurderes å igangsette setningsmålinger for å undersøke om det er pågående setninger i fyllingen. Ved kryssing av Ytrebygdsveien blir det kulvert for banen under veien. På vestsiden av veien antas berg i fundamenteringsnivå, mens på østsiden antas at det er løsmasser. Det er foreløpig antatt at kulverten kan fundamenteres med såler direkte på grunnen, og at det undersprenges der berget ligger høyere enn fundamenteringsnivået. Langs vestsiden av Ytrebygdsveien antas at banen blir liggende i bergskjæring. Fra holdeplassen ved Kokstad blir banen liggende på en inntil ca. 7 m høy fylling. Denne strekningen foreslås bygget på komprimert sprengsteinsfylling på berg, med tørrsteinsmur mot Ytrebygdsvegen. Det antas små dybder til berg i dette området. En tradisjonell tørrmur vil kreve meget grove steinstørrelser. Alternativt kan muren bygges som en forblendet betongmur eller en tørrmur med jordarmering inn i bakfyllingen. Videre antas at banen blir liggende i bergskjæring fra ca. profil 4320 til ca. profil 4360, før det igjen blir fylling med høyde inntil ca. 7 m frem til Birkelandskrysset. Også her foreslås tørrsteinsmur/forblendet betongmur mot Ytrebygdsvegen. Dybden til berg inn mot Birkelandskrysset er imidlertid usikker, og det er mulig at det vil bli behov for spesielle fundamenteringsløsninger. Dersom det finnes setningsutsatte masser under Ytrebygdsveien vil fyllingen for Bybanen kunne gi setninger både på banen og veien. Dette må vurderes nærmere når det foreligger mer data om grunnforholdene. Det antas at brua over Flyplassveien må fundamenteres på peler til berg. Vi har fått opplyst at krysset tidligere var et myrområde, og at det er masseutskiftet for veien. Det antas at det er benyttet grov stein, noe som vanskeliggjøre ramming av peler. Det er derfor forutsatt at brua fundamenteres på borede peler. I området ved holdeplassen antas også at det er bløt grunn. Traseen krysser et tidligere bekkeløp i dette området. Det antas behov for masseutskifting, lettfylling eller pelefundamentering ifm. fylling i området ved holdeplassen. 4.6 Birkelandskrysset - Fleslandtunnelen (vedlegg 8 og 9) Fra ca. profil 4800 til 4900 ligger banen omtrent i dagens terrengnivå. På denne strekningen antas at det er grunt til berg. Fra ca. profil 4900 til 5020 blir det fylling med høyde inntil ca. 5 m. Foreløpig antas behov for masseutskifting eller andre tiltak på denne strekningen, men grunnforhold og dybde til berg er ikke kjent. Fra ca. profil 5020 går banen ned i skjæring for kryssing under Flyplassveien. Grunnforholdene er ikke kjent, men basert på observasjoner langs Flyplassveien antas generelt små dybder til berg i dette området. Før kryssingen av Flyplassveien går traseen imidlertid i kanten av et myrområde, og her antas at det kan være større mektighet av løsmasser. Etter kryssingen under Flyplassveien går banen i kulvert/åpen skjæring langs nordsiden av veien. Det er synlig berg i veiskjæringen og basert på dette forventes ikke geotekniske utfordringer på denne strekningen. N:\501\34\ \5 Arbeidsdokumenter\59 \Forprosjekt\Teknisk forprosjekt rapport_.doc

9 BYBANE I BERGEN PLANNIVÅ 2: FORPROSJEKT RÅDAL - FLESLAND Side 8 Fra ca. profil 5510 går banen i kulvert/åpen skjæring forbi næringsbygg i Kokstadflaten 30. Det antas at søylefundamenter i søndre hjørne av bygget står direkte på nedsprengt berg, og at det ved forsiktig sprengning vil være mulig å etablere skjæringen uten at det oppstår skader på bygget. Dette må imidlertid undersøkes nærmere for å avklare behov for sikring av bygget/byggegropa. Videre går banen i kulvert/åpen skjæring forbi næringsbygg i Kokstadflaten 40. Det er stedvis berg i skjæringen for Flyplassveien, og ved parkeringsplassen på nordsiden av bygget er det bergskjæring. Gamle flyfoto indikerer at det tidligere gikk en bekk under vestre del av bygget. Det antas at bygget er fundamentert delvis direkte på berg, og delvis på løsmasser eller på peler/pillarer til berg. Grunnforhold og fundamentering av bygget må undersøkes nærmere for å avgjøre hvor nært bygget kulverten kan bygges, og for å avklare behov for sikring av bygget/byggegropa. Det anses som sannsynlig at traseen må justeres noe forbi bygget. Planlagt holdeplass ved Kokstad vest blir liggende i bergskjæring. Videre vestover mot Fleslandtunnelen går traseen på fylling over flere forsenkninger med bekker og antatt bløt grunn. Her antas behov for spesielle fundamenteringstiltak, og kort avstand til Flyplassvegen kan bli bestemmende for valg av fundamenteringsløsninger. Ved stor mektighet av bløte masser kan myrbru være aktuelt. På den siste strekningen inn mot Fleslandtunnelen antas liten dybde til berg. N:\501\34\ \5 Arbeidsdokumenter\59 \Forprosjekt\Teknisk forprosjekt rapport_.doc

10 BYBANE I BERGEN PLANNIVÅ 2: FORPROSJEKT RÅDAL - FLESLAND Side 9 5 KULVERTER PÅ TUNNELSTREKNINGENE 5.1 Ca. profil 780 (vedlegg 2) Det er utført 2 totalsonderinger i gangveien ved ca. profil Sonderingene er utført hhv. ca. 10 m og ca. 35 m nord for traseen, og begge viser antatt berg på ca. kote +58. Dette medfører at det på denne strekningen sannsynligvis blir kulvert i åpen skjæring. Lengden på kulverten må avklares etter supplerende boringer, men det kan ikke utelukkes at det blir nødvendig med midlertidig omlegging av adkomstveien Folldalsheia. Det må forventes behov for gravesikring ifm. byggegrop for kulvert. Boringene indikerer at løsmassenes beskaffenhet vil gjøre det vanskelig å ramme spunt til berg. Det kan derfor være aktuelt med andre typer gravesikring, som for eksempel stålrør som bores gjennom løsmassene og inn i berg. Løsmassene i mellomrommene mellom stålrørene kan sikres med for eksempel sprøytebetong. Støtteveggene må avstives med stag eller innvendige tverrstivere i 1-2 nivåer. 5.2 Ca. profil (vedlegg 3) På denne strekningen er det liten overdekning, og det antas derfor at tunnelen må bygges som kulvert i åpen skjæring. Det er stedvis berg i dagen i skråningene ned mot lavpunktet hvor det skal bygges kulvert. På bakgrunn av dette antas at det er mulig å bygge kulverten uten å berøre bolighus på vestsiden og Steinsvikskrenten på østsiden. Dette må imidlertid undersøkes nærmere ved grunnboringer/prøvegravinger, og det kan ikke utelukkes at kulverten må forlenges og dermed vil berøre veien på østsiden og/eller bolighuset på vestsiden. 5.3 Ca. profil (vedlegg 4) Fra ca. profil 2250 til 2300 er det utført 3 totalsonderinger for å undersøke dybden til berg. Boringene viste inntil ca. 18 m løsmasser over berg, og det er dermed ikke mulig å drive bergtunnel. Her blir det derfor en dyp byggegrop i løsmasser for bygging av kulvert. Lengden av kulverten må avklares etter at det er utført flere grunnboringer, men foreløpig anslås at den kan bli ca. 100 m lang. Det blir behov for dype støttevegger for etablering av byggegropa. Det er behov for å utføre flere grunnundersøkelser, men foreløpig antas at disse veggene må være tette og føres til berg på hele strekningen. En mulig løsning kan være kraftig stålspunt som rammes til berg og fordybles. Faste løsmasser kan imidlertid vanskeliggjøre ramming av spunt til berg. Derfor kan det være aktuelt med støttevegger som installeres ved boring, for eksempel sekantpeler eller rørspunt. Støtteveggene må avstives med innvendige tverrstivere eller utvendige stag i flere nivåer. Det antas at kulverten fundamenteres delvis på berg og delvis på faste, stedlige løsmasser. Det kan være aktuelt å undersprenge der bergoverflaten ligger høyere enn fundamenteringsnivå for kulverten. N:\501\34\ \5 Arbeidsdokumenter\59 \Forprosjekt\Teknisk forprosjekt rapport_.doc

11 BYBANE I BERGEN PLANNIVÅ 2: FORPROSJEKT RÅDAL - FLESLAND Side Ca. profil (vedlegg 10) Fra ca. profil er det liten overdekning og på denne strekningen antas derfor at det blir kulvert i åpen skjæring. Grunnforhold og dybde til berg er ikke kjent. N:\501\34\ \5 Arbeidsdokumenter\59 \Forprosjekt\Teknisk forprosjekt rapport_.doc

12 BYBANE I BERGEN PLANNIVÅ 2: FORPROSJEKT RÅDAL - FLESLAND Side 11 6 VIDERE ARBEID Det anbefales at man søker etter tidligere utførte grunnundersøkelser for prosjekter langs traseen. Det bør også søkes etter informasjon om fundamentering av bygninger som kan bli berørt av grunnarbeidene. Videre bør det settes opp et borprogram der man undersøker grunnforholdene hvor det antas å være behov for spesielle tiltak mht. fundamentering av banen og konstruksjoner, samt større utgravinger. N:\501\34\ \5 Arbeidsdokumenter\59 \Forprosjekt\Teknisk forprosjekt rapport_.doc

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22