E6 Helgeland sør: Parsell 6. Reguleringsplan

Transkript

1 Skanska E6 Helgeland sør: Parsell 6. Reguleringsplan Gofahaugen Geoteknisk vurderingsrapport Oppdragsnr.: Dokumentnr.: RA-RIG-61 Versjon:

2 Oppdragsgiver: Skanska Oppdragsgivers kontaktperson: Svein Ivar Sandstaa Rådgiver: Norconsult AS, Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Oppdragsleder: Jimmy Løvø Fagansvarlig: Knut-Helge Bergset Disiplinleder: Arne Engen Endelig versjon. KnHBe AEn JiLov Til godkjenning 3.part KnHBe AEn JiLov Versjon Dato Beskrivelse Utarbeidet Fagkontrollert Godkjent Dette dokumentet er utarbeidet av Norconsult AS som del av det oppdraget som dokumentet omhandler. Opphavsretten tilhører Norconsult. Dokumentet må bare benyttes til det formål som oppdragsavtalen beskriver, og må ikke kopieres eller gjøres tilgjengelig på annen måte eller i større utstrekning enn formålet tilsier. Side 2 av 14

3 Sammendrag Norconsult er engasjert av Skanska for geoteknisk prosjektering av parsell 4 til parsell 7 på vegprosjektet E6 Helgeland sør. E6 Helgeland sør skal reguleres på nytt i forbindelse med at veglinjen er blitt justert etter gjeldende reguleringsplan fra Denne rapporten sammenfatter geotekniske vurderinger for strekningen mellom profil (Gofahaugen) på parsell 6. Geotekniske tiltak i dette området består av masseutskifting av torv og etablering av motfyllinger. All torvmasse må masseutskiftes under vegfyllinga. Basert på utførte enkeltsonderinger mellom profil varierer torvdybden mellom 0,5-2,0 m. Det skal etableres en motfylling på høyre side av vegen mellom profil , og på venstre side av vegen mellom profil Mellom profil skal bekkedalen på høyre side av vegen heves. Det anbefales at alle skjæringer i området anlegges med helning 1:3 eller slakere. I anleggsfasen må eksisterende E6 legges om, eller det må benyttes omkjøringsveger. Side 3 av 14

4 Innhold Grunnlag 5 Prosjekteringsforutsetninger 6 Geoteknisk kategori og pålitelighetsklasse 6 Prosjekterings- og utførelseskontroll 6 Partialfaktorer for jordparametre 6 Geotekniske vurderinger 7 Generelt 7 Grunnforhold og valg av geotekniske parametere 7 Stabilitetsforhold 8 Seismisk dimensjonering 11 Setninger 11 Skjæringer og vannproblematikk 12 Referanser 13 Vedlegg 14 Side 4 av 14

5 Grunnlag SVV har utført grunnundersøkelser og vurderinger under tidligere arbeid med reguleringsplanene for E6 Helgeland sør. Tiltak i forbindelse med områdestabilitet er beskrevet i geoteknisk rapport [1] av SVV. SVV har også utarbeidet en egen rapport [2] som omhandler avgrensning og klassifisering av kvikkleiresoner iht. NVEs veileder 7/2014. SVVs rapporter som omhandler områder i geoteknisk kategori 3, er gjennomgått «utvidet kontroll» i form av en «uavhengig prosjekteringskontroll». Supplerende grunnundersøkelser utført i 2017 er beskrevet i geoteknisk datarapport av Norconsult [3]. Det bemerkes at Skanska har justert veglinja flere steder, noe som medfører at profilnumrene også er endret. I det følgende er det benyttet en «P» foran alle profilnumre som henviser til SVVs opprinnelige veglinje. Når profilnumre står uten bokstav henvises det til Skanskas nye veglinje. I SVVs geotekniske rapporter er området mellom P satt i geoteknisk kategori 3. Ny veglinje er kun mindre justert sammenlignet med SVVs veglinje, så profilering er derfor lik. For Skanskas nye veglinje er dermed tilsvarende profilnummer, , satt i geoteknisk kategori 3. Side 5 av 14

6 Prosjekteringsforutsetninger Det henvises til Norconsult rapport «RA-RIG-001 Prosjekteringsforutsetninger geoteknikk» for gjennomgang av generelle forutsetninger og krav [4]. Geoteknisk kategori og pålitelighetsklasse Ved Gofahaugen er det registrert kvikkleire/sprøbruddmateriale/mulig sprøbruddmateriale. I følge håndbok N200 Vegbygging, pkt , skal vegprosjekter i slike områder vurderes klassifisert i geoteknisk kategori 3. I henhold til Eurokode 7, er konsekvens-/pålitelighetsklasse (CC/RC) satt til klasse 3. Geoteknisk kategori 3 Pålitelighets- og konsekvensklasse 3 Prosjekterings- og utførelseskontroll I henhold til fig og fig i håndbok N200, velges kontrollklasse «U». Ved prosjektering er det krav om «utvidet kontroll» i form av en «uavhengig prosjekteringskontroll». Det er krav om uavhengig kontroll av utførelse. Kontrollklasse «U» Partialfaktorer for jordparametre For områder med påvist sprøbruddsmateriale/kvikkleire, blir kravet til partialfaktor, γm 1,6 i henhold til håndbok V220, figur 0.3. Dette som følge av geoteknisk kategori (3), skadekonsekvens (CC3 meget alvorlig) og bruddmekanisme (sprøtt, kontraktant brudd). I områder med tynnere og dyptliggende lag av slike masser, samt med leire med nøytralt brudd, er det tilstrekkelig med γm 1,5. For øvrige delområder hvor det er friksjonsmateriale, benyttes det materialkoeffisient, γm 1,4. I forbindelse med vurderinger av områdestabilitet er det etter NVEs retningslinjer nødvendig med materialfaktor γm 1,4 eller forbedring av stabiliteten i henhold til krav i NVE veileder 7/2014. Dette gjelder kun skjærflater som ikke berører vegkroppen. Side 6 av 14

7 Geotekniske vurderinger Generelt Alle eventuelle torvmasser og humusholdige masser må fjernes før fyllinger etableres. Alle vegfyllinger skal legges ut og komprimeres iht. håndbok N200 [5] Det er viktig at dreneringsforhold til bekker opprettholdes. Hvis dette ikke kan gjøres gjennom å tilpasse bekkeløpet må det legges rør. Grunnforhold og valg av geotekniske parametere Supplerende grunnundersøkelser utført i 2017 er beskrevet i geoteknisk datarapport av Norconsult [3]. Det er utført supplerende grunnundersøkelser i ett punkt (P6-06) mellom profil Totalsonderingen indikerer friksjonsmateriale, og prøveserie fra 1-4 m dybde viser siltig sand ved P6-06. For detaljert beskrivelse av grunnforhold og tidligere utførte grunnundersøkelser vises det til SVVs geotekniske rapport [1]. I beregninger i denne rapporten er det benyttet skjærfasthetsparametere og romvekt for leire som ble omforent mellom SVV og 3. partskontrollerende på reguleringsplanstadiet. Videre er benyttet romvekt og friksjonsvinkel for ulike løsmasser oppsummert i Tabell 1. Parametere er valgt med bakgrunn i Figur 2.39 i SVVs håndbok V220 [6]. Tabell 1: Parametere Lag Romvekt, γ [kn/m³] Udrenert skjærstyrke, s ua [kpa] Attraksjon, a [kpa] Friksjonsvinkel, φ [ ] Vegfyllinger/motfyllinger Torv 12 15* 0 25* Lette masser 5, Sand 18, Silt 19, Grus 19, Morene 19, Leire / Siltig Leire / Leirig silt 18,0-19,0** 21-36** 0 25 *Dette er samme midlere skjærstyrke som er benyttet av SVV (det er benyttet ADP-faktorer på 1,0 på torv). Friksjonsvinkel 25 er benyttet for å skille resultat fra udrenerte og drenerte beregninger i Side 7 av 14

8 GeoSuite. Styrke på torv er usikkert, men siden torvlaget kun er i en svært liten del av skjærsirkler er dette uansett vurdert å være et neglisjerbart bidrag. **Se rapport [1] Anisotropifaktorer (ADP-faktorer) i stabilitetsberegningene er basert på anbefalinger gitt i NIFS- Rapport 14/2014 [7]. NVE veileder 7/2014 [8] anbefaler å redusere den dimensjonerende aktive skjærfastheten med 15 % i meget sensitive/kvikke leirer når fasthetsparametere er bestemt ut i fra blokkprøver, eller direkte fra CPTu-korrelasjoner. Valgte anisotropifaktorer er oppsummert i Tabell 3. Tabell 2: ADP-faktorer [7] Tabell 3: Valgte ADP-faktorer Jordart Aa Ad Ap Leire (ikke 1,0 0,63 0,35 sensitiv) Sensitiv leire 0,85 0,63 0,35 Stabilitetsforhold Det er tatt utgangspunkt i beregningssnitt fra SVVs geotekniske rapport [1], og disse er vurdert for den justerte veglinja. Der det er vurdert nødvendig, er det i tillegg utført beregninger for nye tverrprofil. Kritiske snitt fra vurdering av strekningen er listet opp i Tabell 4. I profil ligger ny veglinje 15 m til høyre og 1,5 m lavere enn SVVs regulerte veglinje. Deretter går ny veglinje inn i samme horisontallinje som SVV, men ny veglinje ligger lavere i terrenget. Justering av veglinja har ikke medført at det blir avvik mellom «gammel» og «ny» profilering. I Tabell 4 er det for ordens skyld likevel benyttet en «P» foran alle profilnumre som henviser til SVVs opprinnelige linje. Det er utført poretrykksmåling i hull Måling er gjort i 2 m dybde før måleren er presset videre ned til 4 m dybde hvor den står nå. Basert på målinger er poretrykket antatt hydrostatisk med en grunnvannstand i terrengoverflata [1]. Videre er grunnvannstand antatt å være ca. 0-1 m under terreng i stabilitetsberegninger. Det er uansett gode marginer for stabilitetsberegninger på effektivspenningsbasis, så beregningene er ikke sensitive til feil i antatt grunnvannstand. All torvmasse må masseutskiftes under vegfyllinga. Basert på utførte enkeltsonderinger mellom profil varierer torvdybden mellom 0,5-2,0 m. For å kunne etablere ny veg må eksisterende E6 legges om, eller det må benyttes omkjøringsveger, i anleggsfasen. Side 8 av 14

9 Tabell 4: Oppsummering av stabilitetsberegninger Profil Tilsvarende tidligere beregningssnitt* 410 Nytt beregningssnitt Vurdering Bilag 2 viser at det er beregningsmessig tilstrekkelig sikkerhetsfaktor for stabilitet i profil P450 Ny veglinje ligger i terrenghøyde og det er vurdert at vegen vil ha tilstrekkelig stabilitet uten tiltak. Figur 1 viser ny veglinje og SVVs veglinje i det aktuelle tverrprofilet. 500 P500 Ny veglinje ligger i terrenghøyde og det er vurdert at vegen vil ha tilstrekkelig stabilitet uten tiltak. Figur 2 viser ny veglinje og SVVs veglinje i det aktuelle tverrprofilet. 540 P540 Ny veglinje ligger i terrenghøyde og det er vurdert at vegen vil ha tilstrekkelig stabilitet uten tiltak. Figur 3 viser ny veglinje og SVVs veglinje i det aktuelle tverrprofilet. 570 P570 Bilag 3 viser at det er behov for en motfylling på høyre side av vegen for å tilfredsstille krav til sikkerhetsfaktor. Mellom profil skal det etableres følgende motfylling på høyre side av vegen: Helning 1:4 til 7 m ut ifra vegskulder Helning 1:30 neste 5 m (12 m fra skulder) Helning 1:4 ned til terreng Kritisk sikkerhetsfaktor ADP - 2, ,76 2,64 Kritisk sikkerhetsfaktor cφ 600 P600 Bilag 4A viser at det er behov for en motfylling på venstre side av vegen for å oppnå krav til sikkerhetsfaktor. Tredimensjonale effekter er inkludert i denne beregningen. Glideflater begrenses ved at terrenget er flatt både før og etter bekkedalen på venstre side av vegen. Glideflatens bredde er antatt konservativt valgt til å være B = 100 m, basert på topografi. Sør for bekkedalen (profil 550), og nord for bekkedalen (profil 650), er terrenget flatt og ny veg ligger i terrenghøyde. Dette gir «3D side friction» = 1/B = 1/100 = 0,01. For å vise effekten av 3D-faktoreren vises alle glideflater uten 3D-faktor på Bilag 4B. 1,59 2,80 Mellom profil skal det etableres følgende motfylling på venstre side av vegen: Helning 1:4 til 6 m ut ifra vegskulder Helning 1:30 neste 12 m (18 m fra skulder) Helning 1:2 ned til terreng 650 P650 Ny veglinje ligger i terrenghøyde og det er vurdert at vegen vil ha tilstrekkelig stabilitet - - Side 9 av 14

10 uten tiltak. Figur 4 viser ny veglinje og SVVs veglinje i det aktuelle tverrprofilet. 690 P690 Bilag 5 viser at det er behov for en motfylling på høyre side av vegen for å tilfredsstille krav til sikkerhetsfaktor. 1,67 2,23 Mellom profil skal bekkedalen på høyre side av vegen heves til kt. +40,0. Figur 1: Profil 450. Figur 2: Profil 500 Side 10 av 14

11 Figur 3: Profil 540 Figur 4: Profil 650. Ny veglinje er markert gult. Seismisk dimensjonering Siden det ikke er konstruksjoner som kan bli berørt av skråningsstabilitet, er det ikke krav til seismisk dimensjonering i dette området (kap i [9]). Setninger Ved profil 410 ligger vegen på en 2 m høy fylling, men i dette området viser grunnundersøkelser at grunnen består av sand. Videre i området består grunnforholdene hovedsakelig av torv over leire. All torv under ny veg skal masseutskiftes med steinmasser, og dette vil medføre en tilleggsbelastning på grunnen. Ny veg skal hovedsakelig anlegges i terrenghøyde eller over allerede eksisterende E6. Der hvor man anlegger ny veg delvis over eksisterende E6 og delvis over jomfruelig grunn, kan det bli mindre lokale skjevsetninger i vegbanen. Differensialsetninger på ferdig veg forventes ikke å bli problematisk, men det anbefales likevel å etablere vegfyllinger så lenge som mulig før vegen skal trafikkeres, slik at setninger i stor grad vil være ferdig påløpt når vegen asfalteres. Side 11 av 14

12 Skjæringer og vannproblematikk Graving under grunnvannstand kan være utfordrende, spesielt i masser med mye innhold av silt. Slike masser vil lokalt bli vasket bort om det kommer vann i graveskråninger. Et tiltak mot dette vil være å raskt dekke til skråninger med grus/sprengstein. Det anbefales at alle skjæringer i dette området anlegges med helning 1:3 eller slakere. Side 12 av 14

13 Referanser [1] Statens vegvesen, « E6-04: Mjåvatn-Angermoen. Reguleringsplan,» [2] Statens vegvesen, «50870-GEOT-001 E6 Helgeland sør - Kvikkleirekartlegging. Parsell 4-6». [3] Norconsult, «RA-RIG-60 Parsell 6. Geoteknisk datarapport,» [4] Norconsult, «RA-RIG-001 Prosjekteringsforutsetninger geoteknikk,» [5] Statens vegvesen, Håndbok N200 Vegbygging, [6] Statens vegvesen, «Håndbok V220 - Geoteknikk i vegbygging,» [7] SVV, NVE og JBV, «En omforent anbefaling for bruk av anisotropifaktorer i prosjektering i norske leirer,» [8] NVE, «Sikkerhet mot kvikkleireskred. Veileder 7/2014,» [9] Standard Norge, «NS-EN :2004+NA:2014, Eurokode 8: Prosjektering av konstruksjoner for seismisk påvirkning, Del 5: Fundamenter, støttekonstruksjoner og geotekniske forhold,» Norsk Standard. [10] Standard Norge, «NS-EN :2007+NA:2008, Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 2: Regler basert på grunnundersøkelser og laboratorieprøver,» Norsk Standard. [11] Standard Norge, «NS-EN :2004+NA:2008, Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 1: Allmenne regler,» Norsk Standard. Side 13 av 14

14 Vedlegg Bilag 1: Situasjonsplan med ny vegtrasé og grunnundersøkelser Bilag 2: Stabilitetsberegning ved profil 410 Bilag 3: Stabilitetsberegning ved profil 570 Bilag 4A: Bilag 4B: Stabilitetsberegning ved profil 600. Inkludert 3D-faktor Stabilitetsberegning ved profil 600. Uten 3D-faktor Bilag 5: Stabilitetsberegning ved profil 690 Side 14 av 14

15 FORKLARINGER - Dreiesondering Dreietrykksondering Enkel sondering Fjellkontrollboring Kjerneboring Prøveserie Vingeboring "X:\norppdragandvika BIMGeoteknikkArkfil05 Åkvik - Mjåvatn\LAY_05_Vedlegg-til-RA-RIG-51_Stabilitetsberegninger.dwg - MiHub - Plottet: , 11:19:06 - LAYOUT = Bilag 1 - XREF = 05_2_VEG_PLAN, 05_1_VEG_PLAN, Tverrprofil m boringer. 100 m til høgre, _BYGGEPLAN_P5_2280" Kulvert K m 1:1000 Totalsondering Poretrykksmåler Trykksondering (CPTU) Berg i dagen Terrengkote Boret dybde i løsmasser + boret dybde i berg Bergkote HENVISNINGER 1. Statens vegvesen: Rapport nr «E6-04: Mjåvatn-Angermoen. Reguleringsplan» ( ) 2. RA-RIG-060 Parsell 6. Geoteknisk datarapport. ( )

16 f

17 f

18 f

19 f

20 f