Helse Førde HF Førde Grunnundersøkelser Geoteknisk vurdering 2012-02-20 Oppdragsnr.: 5113722
SAMMENDRAG Det skal bygges ny luftambulansebase med landingsplass (m/oppstillingsplass og taksebane) og basebygg (antatt 2 etg.) like sydvest for Førde sykehus. Grunnundersøkelsene har omfattet 20 stk. totalsonderinger, 10 stk. CPTU og prøvetaking i 3 punkter. I laboratoriet er det i tillegg til rutineundersøkelser utført sikteanalyser, saltanalyse og ødemeterforsøk. Terrenget i det aktuelle området er relativt flatt, men stiger noe mot nord. I borpunktene varierer terrenget fra kote pluss 2.7 i til kote pluss 5.1. Fjell antas å være påtruffet i samtlige borhull i dybder fra 15.9 m til 21.6 m under terreng. Det er generelt relativt stabile masser av sand, silt og leire de øverste 2-4 m i området hvor bygget er tenkt plassert (nordlige del av aktuelt område). Videre ned til ca. 12-15 m dybde er det registrert leire med betydelig siltinnhold og som stedvis fremstår som svært bløtt materiale hvis materialet blir forstyrret eller omrørt. Enkelte prøver har egenskaper som er nær karakteristikken kvikkleire. Derunder er det et lag av antatt morenemasser ned til antatt fjell. Forholdene ligger til rette for direktefundamentering på og i topplaget mht. styrke og stabilitet, men på grunn av lav setningsmotstand er det nødvendig å vurdere en fundamenteringsløsning som innebærer peler til fjell. Ut fra de egenskaper som er kartlagt og innledende generelle fundamenteringsforhold synes det klart at armert underlag for fylling for f.eks. parkeringsplasser og /eller helikopterlandingsplass bør kunne la seg gjennomføre. For evt. byggkonstruksjoner vil direkte fundamentering bli vanskelig av setningshensyn. Derfor foreslås konstruksjoner / bygg satt på peler til fjell. Pelene kan være betongpeler eller stålkjernepeler. Dersom det skulle vurderes nærmere å fundamentere direkte må det iverksettes en betydelig mer omfattende grunnundersøkelse med vekt på opptak av flere prøver vha Odex-boring og styrke- og stivhetsforsøk i laboratoriet. Rev. 0 Dato: 2012-02-20 Beskrivelse Førde Grunnundersøkelser, Geoteknisk vurdering Utarbeidet Gumjo Fagkontroll Gjwes Godkjent Gjwes 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. Norconsult AS Eitrheim, NO-5750 Odda x:\nor\oppdrag\odda\511\37\5113722\4 resultatdokumenter\41 rapporter\2012-02-20 luftambulanseprosjektet førde.docx 2012-02-20 Side 2 av 11
Innhold 1 Bakgrunn 4 2 Utførte undersøkelser 5 3 Grunnforhold 6 3.1 Generelt 6 3.2 Tolkning av feltsonderinger 6 3.3 Tolkning av laboratorie- og feltforsøk 7 4 Geoteknisk vurdering 8 4.1 Generelt 8 4.2 Deformasjoner 8 5 Vedlegg 10 5.1 Tegninger 10 5.2 Vedlegg 11 x:\nor\oppdrag\odda\511\37\5113722\4 resultatdokumenter\41 rapporter\2012-02-20 luftambulanseprosjektet førde.docx 2012-02-20 Side 3 av 11
1 Bakgrunn Det skal bygges ny luftambulansebase med landingsplass (m/oppstillingsplass og taksebane) og basebygg (antatt 2 etg.). Helse Førde HF har engasjert Norconsult AS til å utføre grunnundersøkelser og geoteknisk bistand for prosjektet. Nordplan AS er engasjert som RIB. Denne rapporten inneholder resultatene fra de utførte undersøkelsene, en beskrivelse av grunnforholdene og en orienterende geoteknisk vurdering av fundamenteringsprinsipp. x:\nor\oppdrag\odda\511\37\5113722\4 resultatdokumenter\41 rapporter\2012-02-20 luftambulanseprosjektet førde.docx 2012-02-20 Side 4 av 11
2 Utførte undersøkelser Undersøkelsene har omfattet 20 stk. totalsonderinger, 10 stk. trykksoneringer (CPTU), prøvetaking med maskinskovlbor i 3 av lokalitetene og prøvetaking med Ø54 mm sylinderprøvetaker i 2 lokasjoner. Prøvene er rutineundersøkt i NGIs geotekniske laboratorium, hvor de er klassifisert, og hvor vanninnhold og organisk innhold er målt. På representative prøver er det også utført sikteanalyser og en saltanalyse. Det er i tillegg utført ødometer analyser på utvalgte prøver. Punktenes plassering er valgt i samarbeid med Nordplan AS. Innmålingene er utført av Nordpan AS. Feltundersøkelsene er utført av Norconsults datterselskap Norconsult Fältgeoteknik AB x:\nor\oppdrag\odda\511\37\5113722\4 resultatdokumenter\41 rapporter\2012-02-20 luftambulanseprosjektet førde.docx 2012-02-20 Side 5 av 11
3 Grunnforhold 3.1 GENERELT Resultatene av totalsonderingene er vist i profil på tegninger nr. -101 t.o.m. -120, og resultatene fra CPTU-sonderingene er vist i profil på teningene nr. -40 t.o.m. -49. Data fra laboratorieundersøkelsene av prøvene fremgår av tegninger fra NGI, tegningene nr. -10 t.o.m -12, samt -60, -80 og -81. Tomtens plassering er markert på oversiktskart, tegning nr. -001. Borpunktenes plassering er lagt inn på borplanen, tegning nr. -002. Resultatene fra saltanalysen er vist i vedlegg 3. Det aktuelle området ligger sørvest for Førde sentralsjukehus på en elveslette. Elven ligger sydvest for det aktuelle området. Terrenget er relativt flatt, men stiger noe mot nord. I borpunktene varierer terrenget fra kote pluss 2.7 i (punkt nr. G2) til kote pluss 5.1 (punkt nr. 01). Fjell antas å være påtruffet i samtlige borhull i dybder fra 15.9 m (punkt E2) til 21.6 m (punkt nr. E5) under terreng, tilsvarende en variasjon i fjellkote fra minus 18.4 (punkt nr. E5) til minus 12.8 (punkt nr. E2). Det er opplyst av grunneier at det ved tidligere grunnundersøkelser utført i et område noen hundre meter nord for det aktuelle området ble påvist kvikkleire. Det ble også opplyst av grunneier at elven på et tidligere tidspunkt i historien har passert gjennom det aktuelle området (fra øst mot vest), og at terrenget i den nordlige delen av området har vært høyere. 3.2 TOLKNING AV FELTSONDERINGER Det er generelt relativt stabile masser av sand, silt og leire de øverste 2-4 m i området hvor bygget er tenkt plassert (nordlige del av aktuelt område). Videre ned til ca. 12-15 m dybde er det registrert leire med betydelig siltinnhold og som stedvis fremstår som svært bløtt materiale hvis materialet blir forstyrret eller omrørt. Enkelte prøver har egenskaper som er nær karakteristikken kvikkleire. Derunder er det et lag av antatt morenemasser ned til antatt fjell. Sonderingene viser at grunnen består av fast lagrede masser ned til ca. 1.8-4.0 m dybde. Det fast lagrede er mektigst sentralt og øst i det undersøkte området, men det er ingen fast mønster og laggrensene varierer 1-2 m innen relativt korte avstander. Videre er det registrert et bløtt til middelsfast lagret lag ned til ca. 12-15 m dybde. Motstanden tyder på leire/silt med enkelte tynne sandlag/gruslag. Fastheten varierer også for dette laget mye innen relativt korte avstander uten et fast mønster, men generelt er fastheten høyest sentralt i det undersøkte området, og avtar i fasthet både mot nord og syd. Registreringene tyder på at det er en meget bløt sone i overgangen fra de øvre fast lagrede masser (spesielt i punktene 01, 03, A1, A5, F1, G2 og G5). Derunder er det registrert et noe fastere lag i overgangen til antatt fjell. x:\nor\oppdrag\odda\511\37\5113722\4 resultatdokumenter\41 rapporter\2012-02-20 luftambulanseprosjektet førde.docx 2012-02-20 Side 6 av 11
3.3 TOLKNING AV LABORATORIE- OG FELTFORSØK Prøvetakingene i punkt nr. 03 viser at grunnen består av sandig silt ned til ca. 2 m dybde. Videre er det avdekket siltig leire ned til 5 m dybde. Fra 5.2 til 6.0 m dybde er det registrert siltig leire som er meget sensitiv og karakteriseres som kvikk. Fra 7.2 til 8.0 m er det registrert bløt siltig leire med noen finsandlag. I 10.2 til 11 m og 13.2 til 14 m dybde er det registrert middelsfast leire med noe silt og finsandlag. Ødometerforsøkene utført på prøvene i 03 viser at massene i ca. 7-8 m dybde har en setningsmotstand, M, på ca. 2 MPa og et modultall på ca. 25-30, og massene i ca. 10-11 m dybde har en setningsmotstand, M, på ca. 3-5 MPa og et modultall på ca. 30-35. Prøvetaking i punkt nr. C5 viser at grunnen består av humusholdig sandig grus ned til ca. 1.0 m dybde. Videre ned til ca. 1.7 m dybde er det registrert siltig, sandig leire med noe humusinnhold. Prøvetaking i punkt nr. G2 viser at grunnen består av humusholdig grusig sand ned til ca. 2 m dybde. Videre er det registrert humusholdig sandig, siltig leire ned til ca. 3 m dybde. I 5.2 til 6.0 m dybde er undersøkelsene at grunnen består av meget sensitiv leirig silt. Det ble forsøkt tatt opp uforstyrrede prøver mellom 3 og 5.2 m dybde, men prøvematerialet gled ut og det tyder på at massene bestod av meget bløtt materiale. Trykksonderingene bekrefter i all hovedsak resultatene som er gitt av totalsonderingene og prøvetakingene. Spissmotstanden og sidefriksjonen viser at det er liten motstand i massene, og forholdet mellom spissmotstanden/friksjonsmotstanden og poretrykkstallet (B q ) tyder på at de bløte massene er leire/silt. Med tolkning etter Svensk Geotekniske Institutt (SGI) får vi nøkkeldataene Den bløte siltige leiren oppfører seg som en leire med totalspenningsparametre Sammenlignet med teoretisk beregnet udrenert skjærstyrke (c u =0,28 * (p vo`+a) og a antatt lik 10 kpa) synes lett overkonsolidert Udrenert skjærstyrke er i størrelse 40 kpa i 6 m dybde økende til 60 kpa i 10 m dybde. Materialet over den bløte siltige leiren synes å ha en friksjon på ca 35 o. Setningsmodulen synes i størrelse 3 MPa og svakt økende i dybden fra 4 m og nedover. Grunnvannstanden er ikke målt, men antas å ligge nær opp mot terrengnivå i nedbørstunge perioder. x:\nor\oppdrag\odda\511\37\5113722\4 resultatdokumenter\41 rapporter\2012-02-20 luftambulanseprosjektet førde.docx 2012-02-20 Side 7 av 11
4 Geoteknisk vurdering 4.1 GENERELT Forholdene ligger til rette for direktefundamentering på og i topplaget mht. styrke og stabilitet, men på grunn av lav setningsmotstand er det nødvendig å vurdere en fundamenteringsløsning som innebærer peler til fjell. Dersom det graves gjennom topplaget, og/eller at det etableres fundamenter i den bløte leiren som ligger under topplaget, blir det betydelig vanskeligere fundamenteringsforhold med usikker bæreevne. Eventuelle grøfter bør ikke være dypere enn 2 m. I fra 2-3 m dybde og nedover til 12-15 m er det meget bløte masser med betydelig siltinnhold som gir svært bløtt materiale hvis forstyrret eller omrørt med noe tilgang på vann. Egenskapene er stedvis nær karakteristikken kvikkleire. Grunnundersøkelsene som er utført gir ikke et godt grunnlag for optimal vurdering av setningsmotstanden eller bæreevnen til det øvre laget (2-5 m dybde), fordi det var vanskelig å ta opp uforstyrrede prøver og utføre trykksondering (CPTU) i de steinholdige massene. Det dominerende siltige leirlaget fra ca. 2-5 m dybde til 12 og opp mot 16 m under terreng er vanskelig å modellere pga. få prøver og lite reelt uforstyrret materiale. De opptatte prøvene var i en tilstand hvor det ikke lot seg gjøre å utføre treaksialforsøk. 4.2 DEFORMASJONER Ved å velge lavt såletrykk (<100 kpa) og fundamentdybde ned til ca. 1 m dybde under terreng er bæreevnen ivaretatt. Imidlertid gir den bløte leiren liten setningsmotstand, og det kan lett føre til skjevsetninger mellom fundamenterer med ulike dimensjoner (som gir forskjellig influensdybde) og ulike laster. Ulike dimensjoner på fundamenter vil i disse grunnforholdene også kunne ha forskjellig setningsutvikling (stor influensdybde kan for eksempel gi et setningsforløp som går over lengre tid). Dette kan gi en del problem for kvalitet i overbygningene f.eks. en bygningskonstruksjon. Med utgangspunkt i de utførte felt- og laboratorieforsøk, trykksonderingstolkning og erfaringsdata (Statens vegvesen HB 016) er det grunn til å frykte setninger i størrelsesorden 9-18 cm over ca. 20 år for fundamenter med last last 300 kn/m fordelt på banketter med mellom 1 og 3 m bredde. Dersom terrenget avrettes med ytterligere 1 m fylling i gjennomsnitt og noe terrassering vil en slik fylling gi maksimal setning på i størrelsesorden 10-15 cm sentralt i fyllingen. I tillegg kommer setninger fra evt. banketter satt på fyllingen. Konsolideringstiden er i størrelsesorden 10-15 år. Det er ikke utført vurderinger av langtidssetninger (kryp) som vi anslår kan bli i størrelse 50% av beregnet primærkonsolidering. x:\nor\oppdrag\odda\511\37\5113722\4 resultatdokumenter\41 rapporter\2012-02-20 luftambulanseprosjektet førde.docx 2012-02-20 Side 8 av 11
Ut fra de egenskaper som er kartlagt og innledende generelle fundamenteringsforhold synes det klart at armert underlag for fylling for f.eks. parkeringsplasser og /eller helikopterlandingsplass bør kunne la seg gjennomføre. For evt. byggkonstruksjoner vil direkte fundamentering bli vanskelig av setningshensyn. Derfor foreslås konstruksjoner / bygg satt på peler til fjell. Pelene kan være betongpeler eller stålkjernepeler. Bankett i 1 m dybde med bredde 3 m og såletrykk i bruksgrensetilstanden på 100 kpa som viser i størrelse 8 cm setning. Dersom det skulle vurderes nærmere å fundamentere direkte må det iverksettes en betydelig mer omfattende grunnundersøkelse med vekt på opptak av flere prøver vha Odex-boring og styrke- og stivhetsforsøk i laboratoriet. Det kan vise f.eks. at det er en tydelig definert overkonsolidering som er meget nyttig mht setninger. Flere ødometerprøver kan også avklare langtidssetningene (kryp) mye bedre enn til nå. x:\nor\oppdrag\odda\511\37\5113722\4 resultatdokumenter\41 rapporter\2012-02-20 luftambulanseprosjektet førde.docx 2012-02-20 Side 9 av 11
5 Vedlegg 5.1 TEGNINGER Nr511 3722-001 Oversiktskart -002 Borplan med resultat -010 Geodata v/punkt 03-011 Geodata v/punkt C5-012 Geodata v/punkt G2-040 CPTU v/punkt 03-041 CPTU v/punkt A1-042 CPTU v/punkt A5-043 CPTU v/punkt B3-044 CPTU v/punkt C1-045 CPTU v/punkt C5-046 CPTU v/punkt D3-047 CPTU v/punkt F3-048 CPTU v/punkt G2-049 CPTU v/punkt G5-060 Korngradering v/punkt 03-80 Ødometer v/punkt 03-81 Ødometer v/punkt 03-101 Totalsondering v/punkt 01 x:\nor\oppdrag\odda\511\37\5113722\4 resultatdokumenter\41 rapporter\2012-02-20 luftambulanseprosjektet førde.docx 2012-02-20 Side 10 av 11
-102 Totalsondering v/punkt 03-103 Totalsondering v/punkt A1-104 Totalsondering v/punkt A3-105 Totalsondering v/punkt A5-106 Totalsondering v/punkt B1-107 Totalsondering v/punkt B3-108 Totalsondering v/punkt B5-109 Totalsondering v/punkt C1-110 Totalsondering v/punkt C3-111 Totalsondering v/punkt C5-112 Totalsondering v/punkt A5-113 Totalsondering v/punkt B1-114 Totalsondering v/punkt B3-115 Totalsondering v/punkt B5-116 Totalsondering v/punkt C1-117 Totalsondering v/punkt C3-118 Totalsondering v/punkt C5-119 Totalsondering v/punkt A5-120 Totalsondering v/punkt B1 5.2 VEDLEGG 1. Beskrivelse av metode 2. Borlogg m/innmålinger 3. Saltinnhold analyse x:\nor\oppdrag\odda\511\37\5113722\4 resultatdokumenter\41 rapporter\2012-02-20 luftambulanseprosjektet førde.docx 2012-02-20 Side 11 av 11