NOTAT OPPDRAG DOKUMENTKODE 10200095 RIG NOT 001 EMNE Geoteknisk vurdering av mulige TILGJENGELIGHET Åpen fundamentløsninger OPPDRAGSGIVER Åfjord kommune OPPDRAGSLEDER Mia Bek KONTAKTPERSON Lars Helge Kolmannskog SAKSBEHANDLER Stian Skjeldnes Berre KOPI ANSVARLIG ENHET 10234011 Midt Geoteknikk SAMMENDRAG Åfjord kommune planlegger å bygge en gangbru over Norddalselva like sør for Åfjord sentrum. Multiconsult Norge AS er engasjert av Åfjord kommune til å utføre geotekniske grunnundersøkelser og gjøre innledende geotekniske vurderinger av mulige fundamenteringsprinsipper iht. gjeldende regelverk. Grunnundersøkelsene og opptatte prøver viser at grunnforholdene ikke egner seg for direktefundamentering, ettersom det vil medføre differansesetninger. Peler vurderes som best egnet fundamenteringsalternativ. Vi tilrår ramma stålrørspeler som fundamenteringsalternativ for ei gangbru i dette området. Stålrørspelene blir armert og støpt ut, har høy bøyestivhet og er robuste bestandighetsmessig i det marine miljøet. Med de begrensede laster som trolig kan forventes fra tradisjonelle gangbroalternativer anser vi det fornuftig å la pelene være svevende med bæreevne på friksjon og ved spissmotstand i faste masser. Vi vet ikke hvor dypt det er til berg. Stålrørspeler kan om ønskelig også mulig videreføres over grunnen og benyttes som søyler opp i brokonstruksjonen. Vi presiserer at faktiske laster og valg av konstruktive løsninger vil bli avgjørende for valg av peletype, peleantall og pelelengder. Et skisse eller forprosjekt vil være fornuftig for videre utredninger. 00 16.11.2017 Innledende vurdering av fundamenteringsprinsipper Stian S. Berre Mia Bek Joar S. Gloppestad REV. DATO BESKRIVELSE UTARBEIDET AV KONTROLLERT AV GODKJENT AV MULTICONSULT Sluppenveien 15 Postboks 6230 Sluppen, 7486 Trondheim Tlf 73 10 62 00 NO 918 836 519 MVA
1 Innledning Multiconsult er engasjert av Åfjord kommune til å utføre geoteknisk vurdering av grunnforhold og fundamenteringsprinsipper for en ny bru som skal etableres over Norddalselva i Åfjord sentrum. Foreliggende notat er et geoteknisk vurderingsnotat for mulige fundamenteringsløsninger for prosjektet. I tillegg er det utarbeidet en datarapport med resultater fra utførte grunnundersøkelser, se rapport 10200095 RIG RAP 001. Formål og bakgrunn Åfjord kommune planlegger å bygge en ca. 60 meter lang gangbru over Norddalselva, like sør for Åfjord sentrum. Figur 1 viser omtrentlig plassering av planlagt bru. Figur 1 Oversiktsbilde planlagt bru (kilde: norgeskart.no) Myndighetskrav Oppdraget er kvalitetssikret i henhold til Multiconsults styringssystem. Systemet er bygd opp med prosedyrer og beskrivelser som er dekkende i henhold til kvalitetsstandard NS EN ISO 9001:2015 /1/. 10200095 RIG NOT 001 16. november 2017 / Revisjon 00 Side 2 av 6
2 Grunnlag Kvikkleire Det er kartlagt kvikkleire nordøst for planområdet /2/. Tidligere grunnundersøkelser Tidligere geotekniske undersøkelser i området fremgår i hovedsak av følgende rapporter: Rapport nr. Utførende År Oppdragsgiver Oppdragsnavn 417129 Multiconsult 2015 NVE Region Midt Norge Sikring Norddalselva 414653 Multiconsult 2012 Åfjord kommune Årnes, Åfjord områderegulering 413982 Multiconsult 2010 Johs. J. Syltern AS Badeanlegg, Årnes. Åfjord 417152 Multiconsult 2016 Åfjord kommune Frønesvegen, Åfjord Resultatene fra disse undersøkelsene er til en viss grad innarbeidet i foreliggende notat, med den hensikt å se på grunnforhold i nærområdet til prosjektet. Nye Grunnundersøkelser Multiconsult har utført grunnundersøkelser for det aktuelle prosjektet for vurdering av grunnforhold og fundamenteringsprinsipper for planlagt utbygging. Det vises til datarapport for grunnundersøkelser på området, rapport nr. 10200095 RIG RAP 001 /3/. 3 Terreng og grunnforhold Topografi Terrenget på vestsiden av elva er veldig bratt med berg i dagen som skråner ned mot elvebredden. Terrenget på østsiden stiger relativt jevnt fra elvebredden med en gjennomsnittlig helning på ca. 1:12. Elva ligger på ca. kote +0 og vannstand varier med flo og fjære. Grunnforhold Tidligere grunnundersøkelser viser at nærområdet består av leire, sand og grus. Langs Årneset er det kartlagt kvikkleire ved kote 3/ 5. Dette kvikkleirelaget anses å være mektigst under selve elvebunnen og har avtagende mektighet østover. /2/. Dette området er avgrenset og faller under kvikkeliresonen «Årnes». Langs Frønesvegen indikerer tidligere grunnundersøkelser /5/ at grunnen består hovedsakelig av grov sand og siltmasser ned til 20m dybde. Deretter antas det fastere masser med dybden. Det er ikke påvist sensitive/kvikke masser langs vegstrekningen ved prøvetaking. Prøvegravingen som er utført langs Frønesvegen /5/ mot Nordalselva, har påvist sensitive masser fra 2m dybde i grop 1 og 2. Nye grunnundersøkelser viser at grunnforholdene i elva består av leire, silt, sand og grus/stein. De øverste 5 7 meter består av bløte finsandige, leirige masser og det er påvist tynne kvikkleirelag i de øverste lagene. Fra 5 7 meters dybde og til avslutningsdybde på ca. 30 meter indikerer sonderingene fastere masser med noen bløte lag, som antas å være sandige masser. I elven ligger det en naturlig erosjonshud som vurderes til å være ca. 0 1,0 m tykk. 10200095 RIG NOT 001 16. november 2017 / Revisjon 00 Side 3 av 6
Det er ikke påvist berg i noen av sonderingene, hverken fra tidligere eller nye grunnundersøkelser. Dybden til fjell kan forventes å være stor. Det vises for øvrig til datarapporten /3/ for mer detaljert beskrivelse av grunnforhold. Plassering av borpunkt og prøvegravingspunkter vist på oversiktstegning 10200095 RIG TEG 001 i datarapporten /3/. Grunnvann og poretrykksforhold Det er foretatt poretrykksmålinger i to borpunkt for å bestemme poretrykksforhold. Resultatene fra poretrykksmålerne indikerer poreovertrykk på nivå som ligger opp mot en meter over dagens terrengoverflate. Det er sannsynlig at grunnvannstand vil variere noe med årstidene og vannstand i elva. Erfaringsmessig kan grunnvannsnivået stå vesentlig høyere i perioder med nedbør og/eller snøsmelting. Tabell 1 Oppsummering av grunnvannstand og poretrykksforhold Borpunkt Terrengkote Kotenivå piezometerspiss Avlesning Grunnvannsnivå fra poretrykk* ( ) [m.o.h] [m.o.h.] Dato Grunnvannstand o/terreng [m] [m.o.h.] PZ 2 0,415 4,415 10.10.2017 1,00 +0,585 PZ 3 0,773 6,227 10.10.2017 0,95 +1,723 4 Fundamenteringsprinsipper Vurderinger av mulige fundamenteringsalternativer er basert på utførte grunnundersøkelser. Ukjent dybde til berg og løsmassenes sammensetning indikerer at det er behov for å pelefundamentere alle fundamenter med punktlaster, dvs. alle bærende konstruksjoner. Direktefundamentering vil være en lite egnet fundamenteringsmetode med tanke på differansesetninger som vil kunne oppstå. Jordforsterkning med kalk sementpeler som alternativ til rammede eller borede peler vurderes som lite aktuelt på grunn av løsmassenes sammensetning og økt skjærfasthet med dybden. Valg av peletyper Prosjektspesifikke momenter Vi tilrår at landkar og brupilarer fundamenteres på peler da direktefundamentering trolig vil medføre skadelige setninger. Valg av peletype vil blant annet være knyttet til størrelse på laster, dybde til berg, sammensetning av løsmasser, miljø og naboforhold, anleggsteknikk og økonomi. Anbefalt peleløsning For dette prosjektet vurderes det på nåværende tidspunkt som mest aktuelt med stålrørspeler som er friksjons og spissbærende. Fornuftige dimensjoner anslås i størrelsesområdet 600 1200 mm i diameter. Disse må rammes inn i det faste løsmasselaget, hvor det forventes større rammemotstand. Stålrørspelene armeres og støpes ut for konstruktiv bæring, og er robuste i det marine miljøet. På grunn av stor bøyestivhet i slike peler kan det også føres som søyler helt opp i brukonstruksjonen dersom ønskelig og dersom konstruksjonen i et slikt tilfelle kan utformes til å ta 10200095 RIG NOT 001 16. november 2017 / Revisjon 00 Side 4 av 6
opp de installasjonstoleranser som er aktuelle for peleinstallasjonen. De vil også være motstandsdyktige med tanke på strøm og eventuelle iskrefter, og sannsynligvis gunstige med tanke på fremtidig erosjonssituasjon rundt fundamenteringen. For en tradisjonell gangbro forventes det begrensede laster. Det kan derfor være mulig med en konstruksjon med kun 1 pel i hver peleakse dersom det velges stort nok tverrsnitt. På grunn av fare for poretrykksoppbygging kan stålrørpeler uten lukka spiss også være aktuelt dersom stabiliteten i området er anstrengt. På nåværende tidspunkt anser vi ikke effekt av poretrykksoppbygging å være kritisk dersom det blir snakk om et fåtall peler, men dette må vurderes i forprosjekt eller detaljprosjektering. Det kan være hensiktsmessig å overvåke oppbygging av poretrykk med poretrykksmålinger under ramming. Det presiseres at faktiske laster og valg av konstruktive løsninger vil bli avgjørende for valg av peletype, peleantall og pelelengder. Andre vurderte peleløsninger Rene betongpeler vurderes som mindre egnet både på grunn av forventning om stor rammemotstand i det faste laget samt at det da uansett vil bli behov for flere peler i hver bruakse. Under totalsondering er det benyttet både spyling og slag fra 6 7 meters dybde og registrert stor bormotstand der også den faste bortida ikke har kunnet opprettholdes. Det vurderes som tvilsomt at betongpeler kan rammes langt inn i det faste laget, men korte spissbærende peler vil kunne være mulig. Pelene må stoppes i fundament i terrengnivå og beskyttes mot ytre påvirkninger. Dybde til berg er ukjent og borede peleløsninger som stålkjernepeler vurderes å ikke være aktuelt. Dette vil mest sannsynlig også være en dyr løsning, og det vil kreves flere peler i hver broakse. Peler av H profilstål vurderes som lite egnet i dette tilfelle. Det samme gjelder mindre rammede stålrør som utnytter bæring av kun stålprofilet. Planlagt bru ligger ved utløpet av Norddalselva og rene stålprofiler vil medføre dimensjoneringsproblemer knyttet til korrosjon av stål. Dette er ikke tradisjonelle peleløsninger i marine miljø. 10200095 RIG NOT 001 16. november 2017 / Revisjon 00 Side 5 av 6
5 Referanser /1/ Standard Norge, «Systemer for kvalitetsstyring Krav», Standard Norge, Norsk Standard (ISO) NS EN ISO 9001:2015, sept. 2015 /2/ Multiconsult. 414653 RIG RAP 001 rev. 02. Områderegulering Årnes. Datarapport med geoteknisk vurdering. 20. februar 2012. /3/ Multiconsult. 10200095 01 RIG RAP 001 rev. 00.. Datarapport. 10.11.2017 /4/ Norsk Geoteknisk Forening. Den Norske Pelekomité. Peleveiledningen 2012 /5/ Multiconsult 417152 RIG RAP 001 rev. 00. Frønesvegen, Åfjord. Datarapport. 10200095 RIG NOT 001 16. november 2017 / Revisjon 00 Side 6 av 6