RAPPORT Hammerfest Havn OPPDRAGSGIVER Hammerfest Kommune EMNE Datarapport- grunnundersøkelse ved Sentrumskaia DATO / REVISJON: 31. august 2015 / 00 DOKUMENTKODE: 712956-RIG-RAP-001
Denne rapporten er utarbeidet av Multiconsult i egen regi eller på oppdrag fra kunde. Kundens rettigheter til rapporten er regulert i oppdragsavtalen. Tredjepart har ikke rett til å anvende rapporten eller deler av denne uten Multiconsults skriftlige samtykke. Multiconsult har intet ansvar dersom rapporten eller deler av denne brukes til andre formål, på annen måte eller av andre enn det Multiconsult skriftlig har avtalt eller samtykket til. Deler av rapportens innhold er i tillegg beskyttet av opphavsrett. Kopiering, distribusjon, endring, bearbeidelse eller annen bruk av rapporten kan ikke skje uten avtale med Multiconsult eller eventuell annen opphavsrettshaver. 712956-RIG-RAP-001 31. august 2015 / 00 Side 2 av 7
RAPPORT OPPDRAG Hammerfest Havn DOKUMENTKODE 712956-RIG-RAP-001 EMNE Datarapport- grunnundersøkelse ved Sentrumskaia TILGJENGELIGHET Åpen OPPDRAGSGIVER Hammerfest Kommune OPPDRAGSLEDER Elin Kramvik KONTAKTPERSON Tor Harry Bjørn UTARBEIDET AV Sunniva Lorås KOORDINATER SONE: 35 ØST: 311500 NORD: 7863385 ANSVARLIG ENHET 4010 Tromsø Geo - felles GNR./BNR./SNR. Hammerfest SAMMENDRAG Hammerfest kommune ønsker å gjennomføre tiltak som vil bedre forurensningssituasjonen i Hammerfest Havn. I den forbindelse er det gjennomført grunnundersøkelser ved sentrumskaia for å undersøke mulighet for å etablere cellespuntkai. Cellene kan benyttes til deponi for de forurensede massene. Vanndybden i havna er opptil 40 m., der største vanndybde er midt i havna. Langs kailinja er sjøbunnen på ca kote minus 10 i vest økende til over kote minus 22 øst for kaia. Innerst i havna er sjøbunnen på ca. kote minus 6. Sjøbunnhelningen varierer fra ca. 1:2,5 i vest til slakere enn 1:4 i øst. Tykkelsen av løsmassene øker fra ned mot 4 m i vest til opp mot 13m i østre del. Løsmassene er generelt fordelt i 2 lag der det er et 2-4 m tykt løst topplag over meget fast steinholdig morene. 00 31.08.2015 Datarapport Sul Dir Dir REV. DATO BESKRIVELSE UTARBEIDET AV KONTROLLERT AV GODKJENT AV MULTICONSULT Fiolvegen 13 Postboks 2274, 9269 TROMSØ Tlf 77 62 26 00 multiconsult.no NO 910 253 158 MVA
multiconsult.no INNHOLDSFORTEGNELSE INNHOLDSFORTEGNELSE 1 Innledning... 5 2 Utførte undersøkelser... 5 3 Grunnforhold... 5 3.1 Henvisninger... 5 3.2 3.3 Områdebeskrivelse... 5 Løsmasser... 6 4 Sluttbemerkning... 7 Tegninger 712956-RIG-TEG -000 Oversiktskart -001 Borplan Sentrumskaia -10 Prøveserie, bp. 7-11 Prøveserie, bp. 13-60 Korngradering, bp.7 og bp.13 - Profil A og B -101 Profil C og D -102 Profil E, F, G, H, I, J Vedlegg Geoteknisk bilag, Felt og laboratorieundersøkelser 712956-RIG-RAP-001 31. august 2015 / 00 Side 4 av 7
multiconsult.no 1 Innledning 1 Innledning Hammerfest kommune ønsker å gjennomføre tiltak som vil bedre forurensningssituasjonen i Hammerfest Havn. Et av tre aktuelle tiltak er å gjennomføre mudring av forurensede masser der de mudrede masser deponeres i celler som er aktuelt i forbindelse med oppgradering av kaia i sentrum. Multiconsult har utført skisseprosjekt for tiltak med cellespunt, det vises til notat 711818-NOT-1 fra juni 2013. Foreliggende rapport inneholder resultater fra grunnundersøkelsen som er gjennomført i aktuelt område. Del to av dette oppdraget, rapport 712956-RIG-RAP-002, inneholder grunnundersøkelse nord i havneområdet ved Fugleneset. For øvrig beskrivelse av omfang og mengde av forurensningen i Hammerfest Havn vises det til tiltaksplan 712028-RIGm-RAP-01 fra desember 2014. Tidligere grunnundersøkelser i området; Nissengården rapport 200372 fra 2002 og grunnundersøkelser fra Noteby datert 22/10 fra 1945. Det er også gjennomført undersøkelse for Kystverket vest for Fugleneset, rapport 712829-RIG-RAP-001 fra 2015. 2 Utførte undersøkelser Feltarbeidet ble utført i uke 24 år 2015. Boringene ble utført med vår borebåt MS Bore Cat. Det er foretatt 20 totalsonderinger. Totalsondering gir informasjon om løsmassenes beskaffenhet og lagringsforhold samtidig som de har god nedtrengningsevne og kan benyttes til bergpåvisning. I tillegg er det tatt opp 2 prøveserier med 54 mm prøvetakingsutstyr. Prøvene er klassifisert og rutineundersøkt i vårt laboratorium i Tromsø. Alle høyder i rapportens tekst og tegninger refererer seg til høydesystem NN1954. Borpunktene er innmålt med presisjons GPS. Det vises for øvrig til rapportens geotekniske bilag for beskrivelse av felt- og laboratorieundersøkelser. 3 Grunnforhold 3.1 Henvisninger Plassering av borpunkt er vist på borplanen, tegning nr. 712956-RIG-TEG-001 og 712956-RIG-TEG- 002. Resultat av boringene er vist i profil på tegning nr. 712956-RIG-TEG- t.o.m. -103. 3.2 Områdebeskrivelse Største vanndybde i havneområdet er opptil 40 m midt i havna. Generelt ser marbakken ut til å ha en helning på 1:2,5 mellom kote minus 4 og minus 12. Området som er undersøkt dekker eksisterende Hurtigrutekai/Sentrumskai og ca. m videre mot nordøst. Nært land ved Sentrumskaia er vanndybden ca. 7 m, og har en helning på 1:4 ned til kote minus 25. Det er ingen tydelig marbakke utenfor eksisterende kai. Området på land sør for sentrum har synlig berg i dagen. 712956-RIG-RAP-001 31. august 2015 / 00 Side 5 av 7
multiconsult.no 3 Grunnforhold Figur 1 viser flyfoto av undersøkt område. Figur 1 - Undersøkt område - Sentrumskaia 3.3 Løsmasser Samtlige sonderinger er avsluttet i berg. Bergoverflaten i borpunktene varierer mellom kote minus 14 og minus 34. Berghorisonten faller mot nordøst med gjennomsnittlig helning på ca. 1:7. Tykkelsen av løsmassene varierer mellom 8 og 13m lengst øst og avtar vestover med en tykkelse ned mot 4m. Grunnen består av 2-3 lag. I de øverste 1-2 meterne er sonderingsmotstanden varierende fra lav til middels. Derunder er det i flere borpunkt påtruffet et lag med lav motstand i 1-4 meters dybde. Derunder er det et lag med høy motstand over berg, antatt morenelag. Overflaten av det antatte morenelaget ligger i 2 meters dybde i vest og i sør, og opptil 4 m dybde lengst øst. I bp 19 er det opptil 4,5 m dybde ned til morenehorisonten. Tykkelsen av morenelaget varierer fra ned mot 2 m i vest til 9 m i øst. Morenelaget forventes å være steinholdig. Det er tatt opp prøveserie ved borpunkt 7. Det vises til tegning nr. 712956-RIG-TEG-10. Prøveserien er avsluttet ca. 3 m under sjøbunn. Det er påtruffet et topplag med sandig, siltig, leirig materiale med vanninnhold 34 %. Derunder avtar vanninnholdet med dybden. Omrørt skjærstyrke er målt til ca. 2-2,5 kpa. Korngraderingen samt at materialet inneholder korall- og skjellrester gjør at det vil oppføre seg som et friksjonsmateriale. Overgangen til undeliggende morene er dokumentert til 2,6 meters dybde der det er angitt materiale med udrenert skjærstyrke på 69 kpa og vanninnhold 16%. Dette materialet kan betegnes som moreneleire. Det er også tatt opp prøveserie ved borpunkt 13. Det vises til tegning nr. 712956-RIG-TEG-11. Prøveserien er avsluttet ca. 4 m under sjøbunn. Ned til 2 meters dybde er det påtruffet sandig, siltig, grusig, leirig materiale med vanninnhold på 50 %. Derunder siltig, leire med korall- og skjellrester med vanninnhold rundt 25%. Omrørt skjærstyrke mellom 2 og 4 kpa. 712956-RIG-RAP-001 31. august 2015 / 00 Side 6 av 7
multiconsult.no 4 Sluttbemerkning Typiske korngraderingskurver er vist på tegning nr. 712956-RIG-TEG-60. Det er ikke påtruffet sprøbruddmateriale. 4 Sluttbemerkning Det er påvist høydeforskjell mellom bunnen ved borpunkter og kartunderlaget da bunnkoter ved borpunkter er bestemt 1-2 m høyere enn kartunderlaget. Avviket er forenlig med at kartunderlaget er i Sjøkartverkets høydesystem som i så fall er i motstrid med hva som er angitt i kartunderlaget. 712956-RIG-RAP-001 31. august 2015 / 00 Side 7 av 7
-30-25 J J -20-15 I I H H Nissengården rapport 200372 fra 2002 G G -20-25 F F E E D D C C A A B B -8-9 -10-15 -20-25 -30 TEGNFORKLARING: T T TOTALSONDERING TERRENGKOTE/SJØBUNNKOTE ANTATT BERGKOTE BORET DYBDE + BORET I BERG KARTGRUNNLAG: DIGITALT KART FRA Hammerfest Kommune HØYDEREFERANSE: NN1954 KOORDINATSYSTEM: UTM 35 LAB.BOK NR: på ark BORBOK NR: Digital borbok
Dybde (m) Beskrivelse sandig, siltig, leirig, MATERIAL korall- og skjellrester Prøve Test K Vanninnhold (%) og konsistensgrenser 10 20 30 40 50 (g/cm 3 ) Porøsitet (%) Organisk innhold (%) Udrenert skjærfasthet (kpa) 10 20 30 40 50 S t (-) LEIRE, siltig, sandig korall- og skjellrester 2.05 7 korall- og skjellrester K 2.10 38 69 8 3 5 10 15 20 Symboler Vanninnhold Plastisitetsindeks, I p 15 0 10 5 Enaksialforsøk (strek angir deformasjon (%) ved brudd) Omrørt konus Uomrørt konus T = Treaksialforsøk Ø = Ødometerforsøk K = Korngradering Hammerfest kommune Hammerfest Havn, Hammerfest RIG-TEG-010
Dybde (m) Beskrivelse Prøve Test Vanninnhold (%) og konsistensgrenser 10 20 30 40 50 (g/cm 3 ) Porøsitet (%) Organisk innhold (%) Udrenert skjærfasthet (kpa) 10 20 30 40 50 S t (-) sandig, siltig, grusig, leirig, MATERIAL korall- og skjellrester K 1.82 sandig, siltig, leirig, MATERIAL korall- og skjellrester K 1.80 LEIRE, siltig korall- og skjellrester LEIRE, siltig, sandig, grusig K 1.94 5 10 15 20 Symboler Vanninnhold Plastisitetsindeks, I p 15 0 10 5 Enaksialforsøk (strek angir deformasjon (%) ved brudd) Omrørt konus Uomrørt konus T = Treaksialforsøk Ø = Ødometerforsøk K = Korngradering Hammerfest kommune Hammerfest Havn, Hammerfest RIG-TEG-011
MASSEPROSENT AV KORN MINDRE ENN d STEIN SYM SERIE DYBDE METODE BOL NR. (kote) BESKRIVELSE ANMERKNINGER TS VS HYD A 7 0,1-0,9m Sandig, siltig, leirig MATERIAL Korall- og skjellrester x x x B 7 2,1-2,6m LEIRE, siltig, sandig Korall- og skjellrester x x x C 13 0,1-0,9m Sandig, siltig, grusig, leirig MATERIAL Korall- og skjellrester x x x D 13 1,1-1,9m Sandig, siltig, leirig MATERIAL Korall- og skjellrester x x x E 13 3,1-3,8m LEIRE, siltig, sandig, grusig x x x 80 # # # # # # # # # LEIRE SILT SAND GRUS FIN MIDDELS GROV FIN MIDDELS GROV FIN MIDDELS GROV 60 40 20 0 0,001 0,01 0,1 KORNDIAMETER 1 10 A B C D E SYMBOL: METODE: Ogl. = Glødetap ( %) TS = Tørr sikt 2 D 30 D60 Ona. = Humusinnhold (%) Cz = Cu = VS = Våt sikt ( D60)( D10) D10 Perm. = Permeabilitet (m/s) HYD = Hydrometer SYM Vanninnhold Telegruppe <0,063 mm < 0,02 mm Glødetap C u D 10 D 30 D 50 D 60 BOL % % % % mm mm mm mm A 33,2 T3 26,2 17,2 105,3 0,004 0,082 0,228 0,469 B 23,7 T4 61,2 40,3 0,008 0,038 0,057 C 53,6 T4 41,8 30,7 0,019 0,181 0,462 D 47,0 T4 53,0 36,7 67,1 0,002 0,011 0,048 0,105 E 31,7 T4 48,5 32,8 0,015 0,073 0,168 KORNGRADERING Konstr./Tegnet Kontrollert Hammerfest kommune RAGS sul Hammerfest Havn Dato Godkjent Hammerfest 05.08.2015 dir MULTICONSULT AS Fiolveien 13, 9016 TROMSØ Tlf.: 77 60 69 40 - Faks: 77 60 69 41 Oppdragsnummer Tegnings nr. Rev. 712956 060
17 20-5 -5-10 -10-15 -15 16 14 Ant. silt/sand/grus Ant. siltig sandig leire -20-20 F kn F kn DT DT F kn DT -25-25 -30-30 Profil A-A 19-10 -10 13-15 -15 0 sandig, siltig, grusig, leirig materiale korall- og skjellrester sandig, siltig, leirig materiale korall- og skjellrester LEIRE, siltig LEIRE, siltig, sandig, grusig -20-20 -25-25 -30-30 -35-35 F kn DT 11 Ant. silt/sand/grus 8 Ant. siltig sandig leire -40-40 Profil B-B Ant. silt/sand/grus
12-10 -10 Ant. silt/sand/grus Ant. siltig sandig leire -15-15 10 Ant. silt/sand/grus -20 Ant. siltig sandig leire -20 7 sandig, siltig, leirig materiale korall- og skjellrester LEIRE, siltig, sandig korall- og skjellrester -25-25 F kn DT -30-30 -35-35 -40-40 Profil C-C 9-15 Ant. silt/sand/grus -15-20 -20-25 -25-30 -30 6 Ant. siltig sandig leire -35-35 18-40 -40 Profil D-D Ant. siltig sandig leire
15-5 -5-10 -10-15 -15-20 -20 F kn DT F kn DT Profil E-E 4 20-10 -10-15 -15-20 -20 5-15 -15-20 -20-25 -25-30 -30 Profil F-F 3-10 -10 Ant. silt/sand/grus -15-15 -25 F kn -25 DT Profil G-G -20-20 -25-25 Profil H-H 2-10 -10-15 -15 1-10 -10 Ant. silt/sand/grus -15-15 -20 F kn DT -20 Profil I-I -20-20 F kn DT Profil J-J
Geotekniske bilag Feltundersøkelser Avsluttet mot stein, blokk eller fast grunn Avsluttet mot antatt berg Sonderinger utføres for å få en indikasjon på grunnens relative fasthet, lagdeling og dybder til antatt berg eller fast grunn. Forboret Middels stor motstand Meget liten motstand Meget stor motstand Avsluttet uten å nå fast grunn eller berg Forboret Halve omdreininger pr. m synk Slått med slegge DREIESONDERING (NGF MELDING 3) Utføres med skjøtbare 22 mm borstenger med 200 mm vridd spiss. Boret dreies manuelt eller maskinelt ned i grunnen med inntil 1 kn ( kg) vertikalbelastning på stengene. Hvis det ikke synker for denne lasten, dreies boret maskinelt eller manuelt. Antall ½-omdreininger pr. 0,2 m synk registreres. Boremotstanden presenteres i diagram med vertikal dybdeskala og tverrstrek for hver ½-omdreininger. Skravur angir synk uten dreiing, med påført vertikallast under synk angitt på venstre side. Kryss angir at borstengene er rammet ned i grunnen. RAMSONDERING (NS-EN ISO 22476-2) Boringen utføres med skjøtbare 32 mm borstenger og spiss med normert geometri. Boret rammes med en rammeenergi på 0,38 knm. Antall slag pr. 0,2 m synk registreres. Boremotstanden illustreres ved angivelse av rammemotstanden Q o pr. m nedramming. Q o = loddets tyngde * fallhøyde/synk pr. slag (knm/m) TRYKKSONDERING (CPT - CPTU) (NGF MELDING 5) Utføres ved at en sylindrisk, instrumentert sonde med konisk spiss presses ned i grunnen med konstant penetrasjonshastighet 20 mm/s. Under nedpressingen måles kraften mot konisk spiss og friksjonshylse, slik at spissmotstand q c og sidefriksjon f s kan bestemmes (CPT). I tillegg kan poretrykket u måles like bak den koniske spissen (CPTU). Målingene utføres kontinuerlig for hver 0,02 m, og metoden gir derfor detaljert informasjon om grunnforholdene. Resultatene kan benyttes til å bestemme lagdeling, jordart, lagringsbetingelser og mekaniske egenskaper (skjærfasthet, deformasjons- og konsolideringsparametre). DREIETRYKKSONDERING (NGF MELDING 7) Utføres med glatte skjøtbare 36 mm borstenger med en normert spiss med hardmetallsveis. Borstengene presses ned i grunnen med konstant hastighet 3 m/min og konstant rotasjonshastighet 25 omdreininger/min. Rotasjonshastigheten kan økes hvis nødvendig. Nedpressingskraften F DT (kn) registreres automatisk under disse betingelsene, og gir grunnlag for å bedømme grunnforholdene. Metoden er spesielt hensiktsmessig ved påvisning av kvikkleire i grunnen, men den gir ikke sikker dybde til bergoverflaten. Stein Borsynk i berg cm/min. BERGKONTROLLBORING Utføres med skjøtbare 45 mm stenger og hardmetall borkrone med tilbakeslagsventil. Det benyttes tung slagborhammer og vannspyling med høyt trykk. Boring gjennom lag med ulike egenskaper, for eksempel grus og leire, kan registreres, likedan penetrasjon av blokker og større steiner. For verifisering av berginntrengning bores 3 m ned i berget, eventuelt med registrering av borsynk for sikker påvisning. Utgave: 04.01.2012 www.multiconsult.no Side 1 av 2
Geotekniske bilag Feltundersøkelser Prøvemarkering Matekraft F DT (kn) Prøvemarkering TOTALSONDERING (NGF MELDING 9) Kombinerer metodene dreietrykksondering og bergkontrollboring. Det benyttes 45 mm skjøtbare borstenger og 57 mm stiftborkrone med tilbakeslagsventil. Under nedboring i bløte lag benyttes dreietrykkmodus, og boret presses ned i bakken med konstant hastighet 3 m/min og konstant rotasjonshastighet 25 omdreininger/min. Når faste lag påtreffes økes først rotasjonshastigheten. Gir ikke dette synk av boret benyttes spyling og slag på borkronen. Nedpressingskraften F DT (kn) registreres kontinuerlig og vises på diagrammets høyre side, mens markering av spyletrykk, slag og bortid vises til venstre. MASKINELL NAVERBORING Utføres med hul borstang påsveiset en metallspiral med fast stigehøyde (auger). Med borrigg kan det bores til 5-20 m dybde, avhengig av jordart, lagringsfasthet og beliggenhet av grunnvannstanden. Med denne metoden kan det tas forstyrrede poseprøver ved å samle materialet mellom spiralskivene. Det er også mulig å benytte enklere håndholdt utstyr som for eksempel skovlprøvetaking. PRØVETAKING (NGF MELDING 11) Utføres for undersøkelse av jordlagenes geotekniske egenskaper i laboratoriet. Vanligvis benyttes stempelprøvetaking med innvendig stempel for opptak av 60- cm lange sylinderprøver. Prøvesylinderen kan være av plast eller stål, og det kan benyttes utstyr både med og uten innvendig prøvesylinder. På ønsket dybde blir prøvesylinderen presset ned mens innerstangen med stempelet holdes i ro. Det skjæres derved ut en jordprøve som trekkes opp til overflaten, der den blir forseglet for transport til laboratoriet. Prøvediameteren kan variere mellom 54 mm (vanligst) og 95 mm. Det er også mulig å benytte andre typer prøvetakere, som for eksempel ramprøvetakere og blokkprøvetakere. Prøvekvaliteten inndeles i Kvalitetsklasse 1-3, der 1 er høyeste kvalitet. Stempelprøvetaking gir vanligvis prøver i Kvalitetsklasse 1-2 for leire. c uv, c uvr (kpa) Uforstyrret Omrørt VINGEBORING (NGF MELDING 4) Utføres ved at et vingekors med dimensjoner b x h = 55x110 mm eller 65x130 mm presses ned i grunnen til ønsket målenivå. Her blir vingekorset påført et økende dreiemoment til jorden rundt vingen når brudd. Det tilhørende dreiemomentet blir registrert. Dette utføres med jorden i uforstyrret ved første gangs brudd og omrørt tilstand etter 25 gjentatte omdreininger av vingekorset. Udrenert skjærfasthet c uv og c ur beregnes ut fra henholdsvis dreiemomentet ved brudd og etter omrøring. Fra dette kan også sensitiviteten S t = c uv /c ur bestemmes. Tolkede verdier må vanligvis korrigeres empirisk for opptredende effektivt overlagringstrykk i måledybden, samt for jordartens plastisitet. u (kpa) w z PORETRYKKSMÅLING (NGF MELDING 6) Målingene utføres med et standrør med filterspiss eller med hydraulisk (åpent)/elektrisk piezometer (poretrykksmåler). Filteret eller piezometerspissen påmontert piezometerrør presses ned i grunnen til ønsket dybde. Stabilt poretrykk registreres fra vannets stigehøyde i røret, eller ved avlesning av en elektrisk trykkmåler i spissen. Valg av utstyr vurderes på bakgrunn av grunnforhold og hensikten med målingene. Grunnvannstand observeres eller peiles direkte i borhullet. Utgave: 04.01.2012 www.multiconsult.no Side 2 av 2
Geotekniske bilag Laboratorieforsøk MINERALSKE JORDARTER (NS-EN ISO 14688-1 & 2) Ved prøveåpning klassifiseres og identifiseres jordarten. Mineralske jordarter klassifiseres vanligvis på grunnlag av korngraderingen. Betegnelse og kornstørrelser for de enkelte fraksjoner er: Fraksjon Leire Silt Sand Grus Stein Blokk Kornstørrelse (mm) <0,002 0,002-0,063 0,063-2 2-63 63-630 >630 En jordart kan inneholde en eller flere av fraksjonene over. Jordarten benevnes i henhold til korngraderingen med substantiv for den fraksjon som har dominerende betydning for jordartens egenskaper og adjektiv for medvirkende fraksjoner (for eksempel siltig sand). Leirinnholdet har størst betydning for benevnelse av jordarten. Morene er en usortert breavsetning som kan inneholde alle fraksjoner fra leire til blokk. Den største fraksjonen angis først i beskrivelsen etter egne benevningsregler, for eksempel grusig morene. ORGANISKE JORDARTER (NS-EN ISO 14688-1 & 2) Organiske jordarter klassifiseres på grunnlag av jordartens opprinnelse og omdanningsgrad. De viktigste typer er: Benevnelse Torv Fibrig torv Delvis fibrig torv, mellomtorv Amorf torv, svarttorv Gytje og dy Humus Mold og matjord SKJÆRFASTHET Beskrivelse Myrplanter, mer eller mindre omdannet. Fibrig med lett gjenkjennelig plantestruktur. Viser noe styrke. Gjenkjennelig plantestruktur, ingen styrke i planterestene. Ingen synlig plantestruktur, svampig konsistens. Nedbrutt struktur av organisk materiale, kan inneholde mineralske bestanddeler. Planterester, levende organismer sammen med ikke-organisk innhold. Sterkt omvandlet organisk materiale med løs struktur, utgjør vanligvis det øvre jordlaget. Skjærfastheten uttrykkes ved jordens skjærfasthetsparametre a, c, (tan ) (effektivspenningsanalyse) eller c u (c ua, c ud, c up) (totalspenningsanalyse). Effektivspenningsanalyse: Effektive skjærfasthetsparametre a, c, (tan ) (kpa, kpa, o, (-)) Effektive skjærfasthetsparametre a (attraksjon), tan (friksjon) og eventuelt c = atan (kohesjon) bestemmes ved treaksiale belastningsforsøk på uforstyrrede (leire) eller innbyggede prøver (sand). Skjærfastheten er avhengig av effektiv normalspenning (totalspenning poretrykk) på kritisk plan. Forsøksresultatene fremstilles som spenningsstier som viser spenningsutvikling og tilhørende tøyningsutvikling i prøven frem mot brudd. Fra disse, samt fra annen informasjon, bestemmes karakteristiske verdier for skjærfasthetsparametre for det aktuelle problemet. For korttids effektivspenningsanalyse kan også poretrykksparametrene A, B og D bestemmes fra forsøksresultatene. Totalspenningsanalyse: Udrenert skjærfasthet, c u (kpa) Udrenert skjærfasthet bestemmes som den maksimale skjærspenning et materiale kan påføres før det bryter sammen. Denne skjærfastheten representerer en situasjon med raske spenningsendringer uten drenering av poretrykk. I laboratoriet bestemmes denne egenskapen ved enaksiale trykkforsøk (c ut) (NS8016), konusforsøk (c uk, c ukr) (NS8015), udrenerte treaksialforsøk (c ua, c up) og direkte skjærforsøk (c ud). Udrenert skjærfasthet kan også bestemmes i felt ved for eksempel trykksondering med poretrykksmåling (CPTU) (c ucptu) eller vingebor (c uv, c ur). Kan også plottes med 3 på horisontalaksen. SENSITIVITET S t (-) Sensitiviteten S t = c u/c r uttrykker forholdet mellom en leires udrenerte skjærfasthet i uforstyrret og omrørt tilstand. Denne størrelsen kan bestemmes fra konusforsøk i laboratoriet (NS 8015) eller ved vingeborforsøk i felt. Kvikkleire har for eksempel meget lav omrørt skjærfasthet c r (s r < 0,5 kpa), og viser derfor som regel meget høye sensitivitetsverdier. Utgave: 04.01.2012 www.multiconsult.no Side 1 av 2
Geotekniske bilag Laboratorieforsøk VANNINNHOLD (w %) (NS 8013) Vanninnholdet angir masse av vann i % av masse tørt (fast) stoff i massen og bestemmes fra tørking av en jordprøve ved 110 o C i 24 timer. KONSISTENSGRENSER FLYTEGRENSE (w l %) OG PLASTISITETSGRENSE (w p %) (NS 8002 & 8003) Konsistensgrensene (Atterbergs grenser) for en jordart angir vanninnholdsområdet der materialet er plastisk (formbart). Flytegrensen angir vanninnholdet der materialet går fra plastisk til flytende tilstand. Plastisitetsgrensen (utrullingsgrensen) angir vanninnholdet der materialet ikke lenger kan formes uten at det sprekker opp. Plastisiteten I p = w l w p (%) angir det plastiske området for jordarten og benyttes til klassifisering av plastisiteten. Er det naturlige vanninnholdet høyere enn flytegrensen blir materialet flytende ved omrøring (vanlig for kvikkleire). DENSITETER (NS 8011 & 8012) Densitet ( g/cm 3 ) Korndensitet ( s, g/cm 3 ) Tørr densitet ( d, g/cm 3 ) Masse av prøve pr. volumenhet. Bestemmes for hel sylinder og utskåret del. Masse av fast stoff pr. volumenhet fast stoff Masse av tørt stoff pr. volumenhet TYNGDETETTHETER Tyngdetetthet ( kn/m 3 ) Tyngde av prøve pr. volumenhet ( = g = s (1+w/)(1-n/), der g = 10 m/s 2 ) Spesifikk tyngdetetthet ( s, kn/m 3 ) Tyngde av fast stoff pr. volumenhet fast stoff ( s = s g) Tørr tyngdetetthet ( d, kn/m 3 ) Tyngde av tørt stoff pr. volumenhet ( d = D g = s (1-n/)) PORETALL OG PORØSITET (NS 8014) Poretall e (-) Volum av porer dividert med volum fast stoff (e = n/(-n)) der n er porøsitet (%) Porøsitet n (%) Volum av porer i % av totalt volum av prøven KORNFORDELINGSANALYSER (NS 8005) En kornfordelingsanalyse utføres ved våt eller tørr sikting av fraksjonene med diameter d > 0,063 mm. For mindre partikler bestemmes den ekvivalente korndiameteren ved slemmeanalyse og bruk av hydrometer. I slemmeanalysen slemmes materialet opp i vann og densiteten av suspensjonen måles ved bestemte tidsintervaller. Kornfordelingen kan da bestemmes fra Stokes lov om sedimentering av kuleformede partikler i vann. Det vil ofte være nødvendig med en kombinasjon av metodene. DEFORMASJONS- OG KONSOLIDERINGSEGENSKAPER (NS 8017 & 8018) Jordartens deformasjons- og konsolideringsegenskaper benyttes ved setningsberegning og bestemmes ved hjelp av belastningsforsøk i ødometer. Jordprøven bygges inn i en stiv ring som forhindrer sideveis deformasjon og belastes vertikalt med trinnvis eller kontinuerlig økende last. Sammenhørende verdier for last og deformasjon (tøyning ) registreres, og materialets deformasjonsmodul (stivhet) kan beregnes som M = / Denne presenteres som funksjon av vertikalspenningen. Deformasjonsmodulen viser en systematisk oppførsel for ulike jordarter og spenningstilstander, og oppførselen kan hensiktsmessig beskrives med modulfunksjoner og inndeles i tre modeller: Modell Moduluttrykk Jordart - spenningsområde Konstant modul M = m oc a OC leire, < c ( c = prekonsolideringsspenningen) Lineært økende modul M = m( ( ± r )) Leire, fin silt, > c Parabolsk økende modul M = m ( a ) Sand, grov silt, > c PERMEABILITET (k cm/sek eller m/år) Permeabiliteten defineres som den vannmengden q som under gitte betingelser vil strømme gjennom et jordvolum pr. tidsenhet. Generelt bestemmes permeabiliteten fra følgende sammenheng: q = kia, der A er bruttoareal av tverrsnittet normalt på vannets strømningsretning og i = hydraulisk gradient i strømningsretningen (= potensialforskjell pr. lengdeenhet).permeabiliteten kan bestemmes ved strømningsforsøk i laboratoriet ved konstant eller fallende potensial, eventuelt ved pumpe- eller strømningsforsøk i felt. KOMPRIMERINGSEGENSKAPER Ved komprimering av en jordart oppnås tettere lagring av mineralkornene. Komprimeringsegenskapene for en jordart bestemmes ved at prøver med forskjellig vanninnhold komprimeres med et bestemt komprimeringsarbeid (Standard eller Modifisert Proctor). Resultatene fremstilles i et diagram som viser tørr densitet r som funksjon av innbyggingsvanninnhold w i. Den maksimale tørrdensiteten som oppnås ( dmax) benyttes ved spesifikasjon av krav til utførelsen av komprimeringsarbeider. Det tilhørende vanninnhold benevnes optimalt vanninnhold (w opt). TELEFARLIGHET En jordarts telefarlighet bestemmes ut i fra kornfordelingskurven eller ved å måle den kapillære stigehøyde for materialet. Telefarligheten klassifiseres i gruppene T1 (Ikke telefarlig), T2 (Litt telefarlig), T3 (Middels telefarlig) og T4 (Meget telefarlig). HUMUSINNHOLD Humusinnholdet bestemmes ved kolorimetri og bruk av natronlut (NaOH-forbindelse). Metoden angir innholdet av humufiserte organiske bestanddeler i en relativ skala. Andre metoder, som glødning av jordprøve i varmeovn og våt-oksydasjon med hydrogenperoksyd, kan også benyttes. Utgave: 04.01.2012 www.multiconsult.no Side 2 av 2
Geotekniske bilag Oversikt over metodestandarder og retningslinjer METODESTANDARDER OG RETNINGSLINJER FELTUNDERSØKELSER Feltundersøkelsesmetoder beskrevet i geotekniske bilag, samt terminologi og klassifisering benyttet i rapportering, baserer seg på følgende norske veiledninger fra NGF (Norsk Geoteknisk Forening), norske standarder (NS) og andre referansedokumenter: NGF Veiledninger Tema Norske standarder NS NGF 1 (1982) NGF 2, rev.1 (2012) NGF 3, rev. 1 (1989) NGF 4 (1981) NGF 5, rev.3 (2010) NGF 6 (1989) NGF 7, rev. 1 (1989) NGF 8 (1992) NGF 9 (1994) NGF 10, rev.1 (2009) NGF 11 rev.1 (2012) SI Enheter Symboler og terminologi Dreiesondering Vingeboring Trykksondering med poretrykksmåling (CPTU) Grunnvanns- og poretrykksmåling Dreietrykksondering Kommentarkoder for feltundersøkelser Totalsondering Beskrivelsestekster for grunnundersøkelser Prøvetaking NS-EN ISO 22475-1 (2006) Statens vegvesen Feltundersøkelser Geoteknisk felthåndbok 280 (2010) Utgave: 04.01.2012 www.multiconsult.no Side 1 av 2
Geotekniske bilag Oversikt over metodestandarder og retningslinjer METODESTANDARDER OG RETNINGSLINJER LABORATORIEUNDERSØKELSER Laboratorieundersøkelser beskrevet i geotekniske bilag, samt terminologi og klassifisering benyttet i rapportering, baserer seg på følgende norske standarder (NS) og referansedokumenter: Norske standarder NS NS8000 (1982) NS8001 (1982) NS8002 (1982) NS8003 (1982) NS8004 (1982) NS8005 (1990) NS8010 (1982) NS8011 (1982) NS8012 (1982) NS8013 (1982) NS8014 (1982) NS8015 (1987) NS8016 (1987) NS8017 (1991) NS8018 (1993) NS14688-1 og -2 (2009) NS-EN ISO/TS 17892-8 + -9 (2005) Statens vegvesen Håndbok 015 (2005) Tema Konsistensgrenser terminologi Støtflytegrense Konusflytegrense Plastisitetsgrense (utrullingsgrense) Svinngrense Kornfordelingsanalyse Jord bestanddeler og struktur Densitet Korndensitet Vanninnhold Poretall, porøsitet og metningsgrad Skjærfasthet ved konusforsøk Skjærfasthet ved enaksialt trykkforsøk Ødometerforsøk, trinnvis belastning Ødometerforsøk, kontinuerlig belastning Klassifisering og identifisering av jord Treaksialforsøk (UU, CU) Laboratorieundersøkelser Utgave: 04.01.2012 www.multiconsult.no Side 2 av 2