R.1500-4 HEGGSTAD SØNDRE. Områdestabilitet

R.1500-4 HEGGSTAD SØNDRE. Områdestabilitet STABILITETSBEREGNINGER FOR DAGENS TILSTAND STAVSET STUBBAN SAUPSTAD TILLER KLETT Rev. C 24.04.2013

2 1. INNLEDNING 1.1 Prosjektet Prosjektet omfatter både reguleringsområdet Heggstad Søndre og Heggstadmoen avfallsanlegg. Heggstad Søndre ligger innenfor kvikkleiresonene 435 Heggstadrønningen og 436 Heggstad, som begge er klassifisert i middels faregradsklasse på NVEs kvikkleirekart. Utstrekning av reguleringsområdet Heggstad Søndre er vist med stiplet strek på tegning 102. I forbindelse med regulering og utbygging må det dokumenteres at begge kvikkleiresoner har tilstrekkelig sikkerhet mot kvikkleireskred ihht NVE retningslinje 2-2011, ref. /1/, til at Heggstad Søndre kan benyttes til næringsformål. Rambøll Norge AS har gjort omfattende geotekniske vurderinger for avslutning av Heggstadmoen avfallsanlegg og for nødvendige sikringstiltak i Heggstadbekken i den forbindelse, ref. /2/ og /3/. Rambøll Norge as hadde ikke som oppgave å vurdere områdestabilitet for kvikkleiresonene eller å vurdere om ras i Heggstadrønningen kvikkleiresone kunne påvirke avfallsfyllingen. I etterkant av Rambøll-prosjektet er det fremmet planer om å bygge gjenbruksstasjon på den eldre delen av avfallsfyllingen. Stasjonen, et tiltak i kategori K3, vil bli liggende i kvikkleireområdet. Det endrer forutsetningene som lå til grunn for Rambølls utredninger for avslutning av fyllingen, et tiltak i kategori K2. Vurdering av områdestabilitet og mulige stabilitetsforbedrende tiltak skal gi grunnlag for å bestemme hvilket formål arealene på Heggstad Søndre og Heggsstadmoen avfallsanlegg kan brukes til i fremtiden. 1.2 Oppdrag Geoteknisk faggruppe fikk i oppdrag av Ole Ivar Folstad å gjøre en vurdering av områdestabilitet for Heggstad og Heggstadrønningen kvikkleiresoner. Det skal også vurderes hvilke tiltak som er nødvendig for å oppnå forbedring eller vesentlig forbedring av stabilitet i hht NVEs retningslinje, og om det er realistisk å få gjennomført disse tiltakene. I denne rapporten presenteres resultater av stabilitetsberegninger for dagens tilstand og vurdering av om sikkerheten mot kvikkleireskred er tilfredsstillende ihht NVEs retningslinjer 2-2011 eller ikke. I henhold til NVE retningslinje, er det nødvendig med uavhengig kontroll av geoteknisk beregningsgrunnlaget og stabilitetsutredning for de to kvikkleiresonene. NGI har utført 3. partskontroll, ref. /13/, av denne rapporten. NGI Trondheim kontrollerte og godkjente rapporten. NGIs kontroll er oppsummert i notat 20100682-00-4-TN rev.04. 1.3 Utbredelse av sprøbruddleire Det er påvist mye kvikkleire i området som er preget av tidligere skredaktivitet, se figur 1 med NVEs kartlagte kvikkleiresoner. I forbindelse med utredning av områdestabilitet er utbredelse av sprøbruddleire grundig kartlagt. Vurderingen er basert på Rambølls kart som viser utbredelse av kvikk og sensitiv leire, rapport/tegning 6080607/901, og supplerende undersøkelser etter den tid. Det er tegnet et nytt kart for begge kvikkleiresonene som viser utbredelse av sprøbruddleire, tegning 499. Her skilles det mellom: Sprøbruddleire påvist i prøve (rød) Antatt sprøbruddleire på grunnlag av utførte sonderinger (oransje) Ikke sprøbruddleire (grønn)

Ingen tidligere undersøkelser / ikke tilgang til rapporter 3 Figur 1:NVEs kartlagte kvikkleiresoner i Heggstadområdet 2. STABILITETSBEREGNINGER 2.1 Generelt Dagens tilstand tilfredsstiller ikke de krav til materialfaktor som NVE retningslinje 2-2011 stiller. Beregnede materialkoeffisientene kan være så lave som m =1,00. Laveste sikkerhet har skråningene mot Søra, der Statens vegvesen planlegger ny gang- og sykkelveg, ved jernbaneskjæringa like sør for den naturlige dolpa, og nord i område ved Heimdalsvegen 88. For å tilfredsstille krav i NVE retningslinje 2-2011 er det nødvendig å gjennomføre stabiliserende tiltak for å oppnå tilstrekkelig sikkerhet. Med en beregnet materialkoeffisient i størrelsesorden m = 1,00-1,4, vil det medføre et krav om gjennomføring av tiltak som gir en prosentvis forbedring i størrelsesorden 0-10 % for faregradsklasse lav og 0-15% for faregradsklasse middels. Stabilitetsberegningene er utført i flere omganger, med et større søkeareal for senter av kritiske skjærflater som utgangspunkt. Det er så brukt mindre søkearel i områder der senter av mest de mest kritiske bruddflater befinner seg. En økt antall bruddflater er valgt for å sikre at det mest kritiske bruddflate er funnet. I tillegg er det gjort en vurdering av andre mulige bruddflater (ikke sirkulære) men uten å finne en mer kritisk bruddflate. Dette virker naturlig, hvis man tenker på lagdelingsgeometri i området (det foreligger ikke noen tynne kvikkleirelag eller forholdsvis grunt fjell i området). Der det tas hensyn til 3D effekter er materialkoeffisienten også beregnet i plan tilstand for å vurdere effekten av en 3D bruddflate på beregnet materialfaktor.

4 I profiler A, del 2, C, og D er det beregnet 2 materialkoeffisienter, en for hver retning. 2.2 Profiler Profil A, del 1 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er det lagt inn en 3D faktor lik 0,02. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,42, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,83. Stabiliteten er tilfredsstillende både på totalspenningsbasis og effektivspenningsbasis. Profil A, del 2 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Materialkoeffisienten er beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,08, og 1,21, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,61, og 1,51. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis for 2 av skråningene i profilet. Profil B Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er det lagt inn en 3D faktor lik 0,02. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,28, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,73. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil C Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er det lagt inn en 3D faktor lik 0,01. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,36 og 1,27, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =2,15 og 2,11. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil D Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er det lagt inn en 3D faktor lik 0,01. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,37 og 1,30, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =2,15 og 1,96. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil E Det er lagt inn en 3D faktor lik 0,01. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,50, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,99. Stabiliteten er tilfredsstillende. Profil F, del 1 Materialkoeffisienten er beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,10, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,63. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil F, del 2 Materialkoeffisienten er beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,68, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =3,33. Stabiliteten er tilfredsstillende.

Profil G Materialkoeffisienten er beregnet på plan tilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,54, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =2,81. Stabiliteten er tilfredsstillende. 5 Profil K9 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er materialkoeffisienten beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,00, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,71. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil K11 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er materialkoeffisienten beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,03, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =2,50. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil K12 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er materialkoeffisienten beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,00, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,27. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende. Profil K13 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er materialkoeffisienten beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,14, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,69. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsbasis. Profil K14 Materialkoeffisienten er beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,01, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,26. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsanalyse. Profil K18 Materialkoeffisienten er beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,45, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,60. Stabiliteten er tilfredsstillende. Profil K22 Materialkoeffisienten er beregnet for plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,07, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,52. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsanalyse. Profil K23 Udrenert designskjærfasthet er bestemt på grunnlag av tolket CPTu. I Geosuite er det lagt inn en fasthetsreduksjon på 15 % i lag med kvikk eller sensitiv leire. Videre er materialkoeffisienten beregnet på plan spenningstilstand. For totalspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,00, mens for effektivspenningsanalyse oppnås materialkoeffisient m =1,57. Stabiliteten er ikke tilfredsstillende på totalspenningsanalyse.

6 Resultatene for dagens tilstand oppsummeres i følgende tabell: Materialkoeffisient m Profil Totalspenningsanalyse Effektivspenningsanalyse Høyre side Venstre side Høyre side Venstre side A, del 1 1,42 1,83 A, del 2 1,08 1,21 1,61 1,51 B 1,28 1,73 C 1,36 1,27 2,15 2,11 D 1,37 1,30 2,15 1,96 E 1,50 1,99 F, del 1 1,10 1,63 F, del 2 1,68 3,33 G 1,54 2,81 K9 1,00 1,71 K11 1,03 2,50 K12 1,00 1,27 K13 1,14 1,69 K14 1,01 1,26 K18 1,45 1,60 K22 1,07 1,52 K23 1,00 1,57 4 REFERANSER 1 NVEs retningslinje 2-2011: Flaum- og skredfare i arealplanar, 2-2011 sist revidert 15. april 2011 2 Rapport 680607-3 Heggstadmoen avfallsfylling. Stabilitetsberegninger og geotekniske vurderinger, fra Rambøll Norge AS datert 09.07.2009 3 Rapport 680607-5 Heggstadmoen avfallsfylling. Stabilitet langs Heggstadbekken. Stabilitetsberegninger og geotekniske vurderinger, fra Rambøll Norge AS datert 12.10.2010 4 Rapport R1500-1: Heggstad søndre, områdestabilitet. Datarapport, 16.06.2011 5 Rapport R1500-2: Heggstad søndre, områdestabilitet. Beregningsgrunnlag 27.06.2011 6 Rambøll oppdrag 6080607, notat nr. 18: Kvikkleiresone 436 Heggstad, ny vurdering av faregrad, datert 25.03.2011 7 Rapport Ud867Ar2 Vurderingsrapport: Gang- og sykkelveg Heimdalsvegen, fra Statens vegvesen datert 28.03.2011 8 Statens vegvesen, håndbok 015, Feltundersøkelser 9 Statens vegvesen, håndbok 280, Geoteknisk felthåndbok 10 Statens vegvesen, håndbok 018, Geoteknikk i vegbygging 11 Karlsrud, Kjell (2003) Stabilitetsanalyser av skråninger, skjæringer og fyllinger Kurs 20.-22. mai 2003, Rica Hell Hotell 12 Karlsrud, K., Lunne, T.Kort, D.A., Strandvik, S. (2005) CPTU Correlations for Clays NGI-rapport 20041198-1 datert 10.januar 2005. 13 Teknisk notat 20100682-00-4-TN rev. 04: Uavhengig kontroll av soneevaluering av sone Heggstad og Heggstadrønningen, datert 8. mars 2013

5 TEGNINGSLISTE 7 Tegning Revisjon Tema 401 00 Oversiktskart, målestokk 1:50000 402 00 Situasjonskart, målestokk 1:2000 411 A Totalspenningsanalyse ADP. Profil A, del 1 412 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil A, del 2 413 A Effektivspenningsanalyse. Profil A, del 1 414 B Effektivspenningsanalyse. Profil A, del 2 415 A Totalspenningsanalyse ADP. Profil B 416 A Effektivspenningsanalyse. Profil B 417 A Totalspenningsanalyse ADP. Profil C 418 A Effektivspenningsanalyse. Profil C 419 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil D 420 A Effektivspenningsanalyse. Profil D 421 A Totalspenningsanalyse ADP. Profil E 422 A Effektivspenningsanalyse. Profil E 423 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil F, del 1 424 A Totalspenningsanalyse ADP. Profil F, del 2 425 B Effektivspenningsanalyse. Profil F, del 1 426 A Effektivspenningsanalyse. Profil F, del 2 427 A Totalspenningsanalyse ADP. Profil G 428 A Effektivspenningsanalyse. Profil G 429 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil K9 430 B Effektivspenningsanalyse. Profil K9 431 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil K11 432 A Effektivspenningsanalyse. Profil K11 433 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil K12 434 B Effektivspenningsanalyse. Profil K12 435 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil K13 436 B Effektivspenningsanalyse. Profil K13 437 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil K14 438 B Effektivspenningsanalyse. Profil K14 439 A Totalspenningsanalyse ADP. Profil K18 440 A Effektivspenningsanalyse. Profil K18 441 A Totalspenningsanalyse ADP. Profil K22

442 A Effektivspenningsanalyse. Profil K22 443 B Totalspenningsanalyse ADP. Profil K23 444 A Effektivspenningsanalyse. Profil K23 499 B Utbredelse av sprøbruddleire 8 6 VEDLEGG Vedlegg Revisjon Tema 1 00 Vedlegg 1: Utdrag fra Rambølls rapport 6080406, Tegn.nr. 103