Geoteknikk E14 Forra bru Geoteknisk vurderingsrapport O Pp Pp Dd Rr aa gg Te R eks ns uo rl os ag vi ad ve dl ien lgi na g e n Nr. 2012135559-28 Region midt Ressursavdelinga Berg- og geoteknikkseksjonen 2013-06-10
Oppdragsrapport Nr. 2012135559-28 Labsysnr. 4130034 Region midt Ressursavdelinga Berg- og geoteknikkseksjonen Geoteknikk E14 Forra bru Geoteknisk vurderingsrapport www.vegvesen.no UTM-sone Euref89 Ø-N 33 309853-7042693 Oppdragsgiver: Antall sider: Plan- og prosjekteringsseksjonen v/egbert Holtrop 14 Dato: Antall vedlegg: 2013-06-10 10 Kommune nr. 1714 Kommune STJØRDAL Utarbeidet av (navn, sign.) Kristian Aune 11 Antall tegninger: Papirarkivnummer Vd-702B Sammendrag Seksjonsleder (navn, sign.) Per Olav Berg Kontrollert Svein Hove I forbindelse med planlegging av ny Forra bru på E14 i Stjørdal kommune er det foretatt geotekniske vurderinger for prosjektets reguleringsplan. Planområdet ligger på en elveslette på kote 16-18, og grunnforholdene består av overkonsolidert siltig leire som må karakteriseres som fast med registrert su mellom 60 kpa og 130 kpa. Totalsonderinger er ført 50m ned i dybden uten at berg er påtruffet. Stabilitetsforholdene er gode for tilløpsfyllinger mot landkar og for naturlige elveskråninger. For fundamentering av ny bru er det beregnet dimensjonerende bæreevne for betongpeler 345x345mm og for åpne stålrørspeler Ø813x12,5mm som forslag til pelefundamentering. Emneord: Stabilitet, Pelefundamentering Distribusjonsliste Antall Distribusjonsliste Antall
Geoteknisk rapport nr. 2012135559-028/Vd-702B GEOTEKNISK KATEGORI/KONSEKVENS-/PÅLITELIGHETSKLASSE Geoteknisk kategori Konsekvens-/ pålitelighetsklasse Konsekvensklasse Geoteknisk kategori 1 CC1/RC1 CC1 Geoteknisk kategori 2 CC2/RC2 CC2 Geoteknisk kategori 3 CC3/RC3 ev RC4 CC3 Beskrivelse Iiten konsekvens i form av tap av menneskeliv, og små eller uvesentlige økonomiske, sosiale eller miljømessige konsekvenser Middels stor konsekvens i form av tap av menneskeliv, betydelige økonomiske, sosiale eller miljømessige konsekvenser Stor konsekvens i form av tap av menneskeliv, eller svært store økonomiske, sosiale eller miljømessige konsekvenser Geoteknisk prosjekterende Kategori/konsekvensklasse er fastsatt av Enhet/navn Signatur Dato Berg- og geoteknikkseksjonen Region midt v/kristian Aune kristian.aune@ve gvesen.no Digitalt signert av kristian.aune@vegvesen.no DN: cn=kristian.aune@vegvesen.no Dato: 2013.06.11 13:18:51 +02'00' 2013-06-11 Oppdragsgiver Plan- og prosjekteringsseksjonen Region midt v/egbert Holtrop Digitalt signert av egbert.holtrop@vegvesen.no DN: cn=egbert.holtrop@vegvesen.no Dato: 2013.06.11 13:16:43 +02'00' 2013-06-11 Kommentarer til valg av geoteknisk kategori/konsekvensklasse/pålitelighetsklasse Planområdet ligger på en flat elveslette kote +16-18. Grunnforholdene består av et minimum 50m tykt, homogent lag med overkonsolidert siltig leire. Det er ikke påvist berg i noen av totalsonderingene. Den siltige leira kan karakteriseres som lite til middels plastisk, lite sensitiv og meget fast med påvist udrenert skjærstyrke mellom 60-130 kpa. På bakgrunn av de gode grunnforholdene for dette prosjektet er konsekvensklasse CC2 valgt, og prosjektet kategoriseres i Geoteknisk kategori 2. PROSJEKTERINGSKONTROLL Grunnleggende kontroll (B) Kollegakontroll (N) Utvidet kollegakontroll (U) Uavhengig kontroll (U) Enhet/Navn Signatur Dato Berg- og geoteknikkseksjonen Region midt v/kristian Aune Berg- og geoteknikkseksjonen Region midt v/svein Hove kristian.aune@ve gvesen.no per.olav.berg@ve gvesen.no Digitalt signert av kristian.aune@vegvesen.no DN: cn=kristian.aune@vegvesen.no Dato: 2013.06.11 13:20:12 +02'00' Digitalt signert av per.olav.berg@vegvesen.no DN: cn=per.olav.berg@vegvesen.no Dato: 2013.07.08 13:13:19 +02'00' 2013-06-11 2013-07-08 Kontrollform Prosjektering Utførelse Kontrollklasse Grunnleggende utvidet systematisk Uavh. eller Intern Kollegakontroll Basis Uavhengig kontroll kontroll kontroll kontroll kontroll B (begrenset) kreves kreves ikke kreves ikke kreves kreves ikke kreves ikke N (normal) kreves kreves kreves ikke kreves kreves kreves ikke U (utvidet) kreves kreves kreves kreves kreves kreves Region midt - Ressursavdelingen - Berg- og geoteknikkseksjonen Side 2
Geoteknisk rapport nr. 2112135559-028 / Vd-702B INNHOLDSFORTEGNELSE INNHOLDSFORTEGNELSE... 3 VEDLEGGSOVERSIKT... 3 1 INNLEDNING/ORIENTERING... 5 2 TIDLIGERE UNDERSØKELSER... 5 3 MARK- OG LABORATORIEUNDERSØKELSER... 5 3.1 Trykksonderinger (CPTU)... 6 3.2 Treaksialforsøk... 7 3.3 Ødometerforsøk... 7 4 GRUNN- OG FUNDAMENTERINGSFORHOLD... 8 4.1 Geoteknisk kategori... 8 4.2 Grunnforhold... 8 5 VURDERING AV STABILITET... 9 5.1.1 Valg av geotekniske parametere... 9 5.1.2 Stabilitetsforhold... 9 6 VURDERING AV BRUFUNDAMENTERING... 10 6.1 Valg av peletype... 10 6.2 Bæreevne av peler... 11 6.2.1 Installert kapasitet... 11 6.2.2 Dimensjonerende bæreevne... 11 7 SETNINGER... 12 8 VIDERE ARBEIDER... 12 9 HMS FORHOLD... 13 10 REFERANSER... 14 VEDLEGGSOVERSIKT Bilag 1A: Tegningsforklaring (for geotekniske kart og profiler) Bilag 2: Oversiktskart målestokk 1:50000 Bilag 3: Borpunktoversikt Bilag 4: Resultater fra nye rutineundersøkelser Bilag 5: Resultater fra treaksialforsøk Bilag 6: Resultater fra ødometerforsøk Bilag 7: Resultater fra CPTU-sonderinger Bilag 8: SuD Karakteristisk styrkeprofil Bilag 9: Karakteristisk bæreevne Åpne stålrør Bilag 10: Karakteristisk bæreevne - Betongpeler Målestokk Tegn. V01: Oversiktskart 1:1 000 V02: Su-analyse, Tverrprofil 3255 Høyre side 1:200 V03: Su-analyse, Tverrprofil 3255 Venstre side 1:200 V04: A-phi-analyse, Tverrprofil 3255 Høyre side 1:200 V05: A-phi-analyse, Tverrprofil 3255 Venstre side 1:200 V06: Su-analyse, Tverrprofil 3345 Høyre side 1:200 Region midt Ressursavdelingen Berg- og geoteknikkseksjonen Side 3 av 14
Geoteknisk rapport nr. 2112135559-028 / Vd-702B V07: Su-analyse, Tverrprofil 3345 Venstre side 1:200 V08: A-phi-analyse, Tverrprofil 3345 Høyre side 1:200 V09: A-phi-analyse, Tverrprofil 3345 Venstre side 1:200 V10: Su-analyse, Lengdeprofil 1:200 V11: A-phi-analyse, Lengdeprofil 1:200 Region midt Ressursavdelingen Berg- og geoteknikkseksjonen Side 4 av 14
Geoteknisk rapport nr. 2112135559-028 / Vd-702B 1 INNLEDNING/ORIENTERING Etter oppdrag fra Plan- og prosjekteringsseksjonen i Region midt har Berg- og geoteknikkseksjonen i Region midt utført grunnundersøkelser og foretatt geotekniske vurderinger for E14 Forra bru. Prosjektet innebærer etablering av ny bru med to kjørefelt over elva Forra, samt tilstøtende veg. Videre skal det reguleres inn en gang- og sykkelveg langs vegstrekningen, men denne skal ikke bygges. De geotekniske problemstillingene for dette prosjektet omfatter stabilitet og setninger for planlagte tilløpsfyllinger mot landkarene til ny Forra bru, samt fundamentering for landkarene. Dette er en vurderingsrapport for prosjektets reguleringsplan. Bilag 2 viser et oversiktskart i målestokk 1:50.000 for området. 2 TIDLIGERE UNDERSØKELSER Det er fra tidligere utført grunnundersøkelser i forbindelse med en redegjørelse av grunn- og fundamenteringsforholdene for brukrysningen. Disse grunnundersøkelsene og vurderingene er presentert i vår rapport Vd-702A E14 FORRA BRU, Grunnforhold og forslag til fundamentering. Grunnundersøkelser fra Vd-702A er inkludert i denne rapporten, men for ytterligere gjennomgang av resultatene henvises det til denne rapporten. 3 MARK- OG LABORATORIEUNDERSØKELSER Nye grunnundersøkelser omfatter i alt 2 totalsonderinger og 2 trykksonderinger (CPTU) samt opptak av 1 prøveserie. Undersøkelsene er utført i februar og mars 2013. Fra tidligere er det i alt utført 4 totalsonderinger, 15 dreietrykksonderinger og poretrykksmåling i 2 borpunkt, samt opptak av 4 prøveserier. Nye boringer er innmålt med håndholdt GPS (Trimble Geoexplorer 6000) som normalt gir nøyaktigheter for xyz-koordinatene innenfor ± 10 cm. En samlet oversikt over plassering, bordybder og data for identifisering av de forskjellige boringene framgår av bilag 2. Plasseringen av alle borpunkt er vist på oversiktskartene, tegn. V01. Den siste prøveserien er analyserte ved vårt laboratorium i Trondheim med hensyn til rutineundersøkelser og konsistensgrenser. Fra tidligere er det utført rutineundersøkelser, funnet korngradering samt utført ødometerforsøk og treaksialforsøk. Tidligere undersøkelser er utført av Statens Vegvesens sentrallaboratorie i Oslo. Resultater fra grunnundersøkelser og laboratorieundersøkelser fremgår av vår datarapport 2012135559-027. Region midt Ressursavdelingen Berg- og geoteknikkseksjonen Side 5 av 14
Geoteknisk rapport nr. 2112135559-028 / Vd-702B 3.1 Trykksonderinger (CPTU) Når det gjelder trykksonderingene (CPTU) er disse tolket ved hjelp av et regneark utarbeidet av Eivind Juvik ved Berg- og geoteknikkseksjonen i Region midt. Resultater fra tolkning av trykksonderinger (CPTU) fremgår av bilag 7. Det er benyttet følgende formler i våre tolkninger: Poretrykksforholdet B q beregnes etter følgende formel: q t = korrigert spissmotstand σ v0 = vertikal overlagring u 2 = målt poretrykk u 0 = in situ poretrykk Prekonsolideringsspenningen σ c, og følgelig overkonsolideringsgraden OCR, beregnes etter følgende formler: q n = netto spissmotstand a = attraksjon α = 0,22-0,30 Udrenert aktiv skjærstyrke s ua fra spissmotstand (N kt ), poretrykk (N Δu ) og effektiv spissmotstand (N ke ) tolkes ut i fra følgende formler: Friksjonsvinkelen er tolket ved hjelp av metoden beskrevet i kapittel 5.4.2.3 i Lunne et al. (1997). Den beregnes ut i fra følgende bæreevneformel: Region midt Ressursavdelingen Berg- og geoteknikkseksjonen Side 6 av 14
Geoteknisk rapport nr. 2112135559-028 / Vd-702B β = plastifiseringsvinkelen a = attraksjon Φ = friksjonsvinkelen Hull nr Dato utført Spisstrykk kpa Nullpunktsvariasjon før / etter Poretrykk kpa Sidefriksjon kpa Merknad 1 12.03.2013 0,6 0,1 0,0 Anvendelsesklasse 1 2 12.03.2013 0,8 2,0 0,5 Anvendelsesklasse 1 Begge CPTU-sonderingene har nullpunktsvariasjon som tilfredsstiller krav til anvendelsesklasse 1. Når det kommer til maksimal helning for de to sonderingene så har sonderingen i bp. 1 en maksimal helning på 37 o og sonderingen i bp. 2 maksimal helning på 41 o. Ved bestemmelse av designprofil for udrenert skjærstyrke er kun de øverste 10 meterne av CPTU-sonderingen benyttet som veiledning. Hovedvekten av designprofilet for udrenert skjærstyrke er basert på resultater fra rutineundersøkelser. 3.2 Treaksialforsøk Resultater fra treaksialforsøk er fremstilt i bilag 5. Følgende resultater er tolket fra forsøkene: Borpunkt Dybde a [kpa] ϕ [ o ] s u [kpa] D [-] 102 4,40 20 28,5 48,0 1,47 102 4,60 20 28,5 60,0 1,07 102 11,30 20 28,5 103,0 0,80 102 11,40 20 28,5 80,0 1,0 102 19,50 20 28,5 93,0 - Alle tolkede parametere i tabellen over er bestemt for en tøyning tilsvarende ca. 1,5%. 3.3 Ødometerforsøk Resultater fra ødometerforsøk er fremstilt i bilag 6. Følgende resultater er tolket fra forsøkene: Borpunkt Dybde σ 0 [kpa] σ c [kpa] M [MPa] OCR [-] 102 4,40 66,20 400 12 13 6,0 102 4,40 66,20 400 12 13 6,0 102 11,70 142,9 400 12 13 2,8 102 11,70 142,9 400 12 13 2,8 102 19,60 225,8 400 12 13 1,8 Region midt Ressursavdelingen Berg- og geoteknikkseksjonen Side 7 av 14
Geoteknisk rapport nr. 2112135559-028 / Vd-702B 4 GRUNN- OG FUNDAMENTERINGSFORHOLD 4.1 Geoteknisk kategori I henhold til NS-EN 1997-1:2004+NA:2008 Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 1: Allmenne regler og NS-EN 1997-2:2008 Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering, Del 2: Regler basert på grunnundersøkelser og laboratorieprøver er konsekvens-/pålitelighetsklasse (CC/RC) satt til klasse 2. Dette medfører at det skal benyttes kategori 2 som geoteknisk kategori for dette prosjektet. Kontrollklasse er satt til normal kontroll. Skjema for valg av geoteknisk kategori/konsekvensklasse/pålitelighetsklasse er vist på side 2 i rapporten. Ut fra konsekvensklasse og bruddmekanisme (dilatant brudd) er nødvendig materialkoeffisient, γ m, satt til 1,4 for både totalspenningsanalyse (s u ) og effektivspenningsanalyse (aφ). Omfang av kontroll i de forskjellige fasene er i utgangspunktet definert etter valgt geoteknisk kategori og følgende tabell: Kontroll av Utførelse Grunnforhold Inspeksjon, enkle kvalitetskontroller, kvalitativ bedømmelse Geoteknisk kategori 1 2 3 Befaring, registrering av jord og berg som avdekkes ved graving Grunnens egenskaper, arbeidsrekkefølge, konstruksjonens oppførsel Kontroll av egenskap til jord og berg i fundamentnivå Grunnvann Dokumentert erfaring Observasjoner/målinger Tilleggsmålinger der det er aktuelt: - grunn og grunnvann - arbeidsrekkefølgen - materialenes kvalitet - tegninger - avvik fra prosjektering - resultat av målinger - observasjon av miljøforhold - uforutsette hendelser Ekstra undersøkelser av jord og berg som kan være viktige for konstruksjonen Byggeplass Ikke krav til tidsplan Utførelsesrekkefølge angis i prosjekteringsrapport Overvåkning Enkel, kvalitativ kontroll Måling av bevegelser på utvalgte punkter Måling av bevegelser og analyser av konstruksjon 4.2 Grunnforhold Det aktuelle planområdet ligger på en elveslette litt nord for møtepunktet mellom elva Forra og Stjørdalselva. Terrenget i planområdet er flatt, og ligger på kote +16-18. Løsmasseavsetningen på elvesletta består hovedsakelig av siltig leire, med innslag av leire i enkelte dybdenivåer. Alle utført kornfordelingsanalyser viser et leirinnhold på over 20 %. Totalsonderinger viser et relativt sett fast lag i toppen med dybde ca. 2,5m. Videre med dybden finnes et homogent lag bestående av siltig leire. Utførte totalsonderinger er ført maksimalt 50 m ned i dybden uten at fjell er påtruffet. Region midt Ressursavdelingen Berg- og geoteknikkseksjonen Side 8 av 14
Geoteknisk rapport nr. 2112135559-028 / Vd-702B Grunnvannsstand er påvist ved ca. 2m dybde, og poretrykksfordelingen er tilnærmet hydrostatisk. 5 VURDERING AV STABILITET Stabilitetsforholdene er vurdert med GeoSuite Stability versjon 5.0.6 og beregningsmetode BEAST 2003. 5.1.1 Valg av geotekniske parametere Grunnlag for valg av geotekniske parametere til stabilitetsvurderingen består av utførte totalsonderinger og 54mm prøveserier som det er utført både rutineundersøksler, treaksialforsøk og ødometerforsøk på. Resultatene er fremstilt i vår datarapport 2012135559-027. For vegefyllingsmaterialet er det benyttet erfaringsverdier for sprengstein fra Håndbok 016. Resultater fra rutineundersøkelser viser en liten differanse i udrenert skjærstyrke for prøveserier fra vest- og østsiden. Det er dermed valgt to forskjellige skjærstyrkeprofil for de forskjellige sidene av elva Forra, se tabell under. Følgende lagdeling med tilhørende geotekniske parametere er valgt for stabilitetsvurderingen: Lag Densitet, γ Udrenert skjærstyrke s u kpa Attraksjon, a Friksjonsvinkel, φ kn/m 3 kpa Vegfylling 19,00-0,1 40,0 Tørrskorpe (0-2,5m) 20,00-0,1 30,0 Vestsiden av Forra Siltig leire (2,5-12m) 20,40 65 + 5,2*z 20,0 28,5 Siltig leire (12m ) 20,40 114 + 1,0*z 20,0 28,5 Østsiden av Forra Siltig leire (2,5-12m) 20,40 70 + 5,6*z 20,0 28,5 Siltig leire (12m ) 20,40 123 + 1,0*z 20,0 28,5 Merknad 5.1.2 Stabilitetsforhold Trafikklaster for tilløpsfyllingene er hentet fra Håndbok 016, kapittel 0.3.5. For lengdeprofiler er det valgt å benytte en last med utstrekningen tilsvarende 16m bak konstruksjonen. Dette for å dekke opp anleggstrafikk under bygging. Under følger en tabell med en oppsummering av beregningsresultater. Det er beregnet ett profil på hver side av elva hvor begge profilene viser tilløpsfyllingene på sitt høyeste. I tillegg er det utført beregninger på et lengdeprofil. Profil Beregningsprogram Bruddmekanisme γ m [udrenert] Merknad* Tegning 1,78 HS av planlagt fylling V02 3255 GS Stab. v. 5.0.6 Sirkulær 1,93 HS av planlagt fylling V02 1,55 VS av planlagt fylling V03 1,64 VS av planlagt fylling V03 3345 GS Stab. v. 5.0.6 Sirkulær 1,96 HS av planlagt fylling V06 Region midt Ressursavdelingen Berg- og geoteknikkseksjonen Side 9 av 14
Geoteknisk rapport nr. 2112135559-028 / Vd-702B Profil Beregningsprogram Bruddmekanisme 3255 GS Stab. v. 5.0.6 Sirkulær 3345 GS Stab. v. 5.0.6 Sirkulær Profil Beregningsprogram Bruddmekanisme CL GS Stab. v. 5.0.6 Sirkulær Profil Beregningsprogram Bruddmekanisme CL GS Stab. v. 5.0.6 Sirkulær 2,01 HS av planlagt fylling V06 2,75 VS av planlagt fylling V07 2,95 VS av planlagt fylling V07 γ m [drenert] Merknad Tegning 1,47 HS av planlagt fylling V04 2,09 HS av planlagt fylling V04 1,44 VS av planlagt fylling V05 1,56 VS av planlagt fylling V05 1,73 HS av planlagt fylling V08 1,87 HS av planlagt fylling V08 1,89 VS av planlagt fylling V09 3,70 VS av planlagt fylling V09 γ m [udrenert] Merknad Tegning 1,79 HS V10 2,05 HS V10 1,80 VS V10 2,06 VS V10 γ m [drenert] Merknad Tegning 1,64 HS V11 1,84 HS V11 1,54 VS V11 1,81 VS V11 (*) HS og VS er forkortelser for høyre og venstre side av planlagt tilløpsfylling. Laveste sikkerhetsfaktor (γ m = 1,44) er funnet i profil 3255 på venstre side av planlagt fylling for effektivspenningsanalyse, og det er dermed ingen stabilitetsproblemer for dette prosjektet. I beregningene over er ikke gang- og sykkelvegen som skal reguleres blitt tatt med inn i tverrprofilene. Dette fordi den ikke skal bygges samtidig med ny bru. Da stabilitetsforholdene for dette prosjektet er såpass gode, vil ikke en utvidelse av vegen i form av gang- og sykkelveg føre med seg stabilitetsproblemer som ikke kan løses innenfor regulert areal. Et eksempel et eventuelt geoteknisk tiltak vil være å bygge opp fylling for gang- og sykkelveg ved hjelp av lette fyllmasser. 6 VURDERING AV BRUFUNDAMENTERING For reguleringsplan er det foreslått to brutyper. Det ene alternativet er en tradisjonell samvirkebru som består av en stålplatebærer med betongdekke i to spenn. Samvirkebruen vil få en pilar midt i elva Forra. Det andre alternativet er en nettverksbue i ett spenn over elva. Begge alternativene er like lange, og vil ha de samme landkarene på vestlig- og østlig side. 6.1 Valg av peletype For reguleringsplan er det sett på to peletyper som mulige alternativer for fundamentering av landkar, og eventuelt pilar midt i elva. I vår rapport Vd-702A ble det foreslått fundamentering på betongpeler. Betongpeler er økonomisk gunstig og en mye brukt peletype for vanlige fundamenteringsarbeider. Aktuelle Region midt Ressursavdelingen Berg- og geoteknikkseksjonen Side 10 av 14
Geoteknisk rapport nr. 2112135559-028 / Vd-702B pelelengder ligger mellom 8 50m. Betongpeler har en relativt stor massefortrengning, men for dette prosjektet er det ikke dårlig stabilitet. Derfor er det valgt å se på bæreevnen til denne typen peler. Videre er det valgt å se på åpne stålrørspeler. Denne typen peler egner seg godt ved store laster og blir i betydelig grad benyttet ved bru- og kaibygging. Videre tåler pelen hard ramming, og eventuelle skader påført ved ramming kan bli oppdaget under arbeidet slik at ferdig pel med stor grad av sannsynlighet holder meget god kvalitet. Aktuelle lengder for stålrørspeler er 20 70m. 6.2 Bæreevne av peler 6.2.1 Installert kapasitet Installert kapasitet (N i ) av pelene beregnes etter kapittel 1 i Peleveiledningen. N i = N d f a hvor N d = peletverrsnittets kapasitet f a = reduksjonsfaktor (tabell 1.2 i Peleveiledningen) N d = f s;d A / f c;d A hvor f s;d = dimensjonerende flytespenning (355/1,1 N/mm 2 ) f c;d = dimensjonerende trykkfasthet, antatt fasthetsklasse 45 (0,85 * (45/1,5 N/mm 2 ) A = pelens tverrsnitt Reduksjonsfaktor f a velges lik 0,75. Det vil si at de totale forholdene vurderes som midlere. Dette gir peletverrsnittets kapasitet og installert kapasitet for pelene: Type pel N d [kn] N i (f a = 0,75) [kn] Stålrørspel (Ø812x0,125) 10 145* 7 609 Betongpel (0,345x0,345) 3 035** 2 276 (*) - Materialfaktor γ m = 1,10 (**) - Materialfaktor γ c = 1,5, α cc = 0,85 6.2.2 Dimensjonerende bæreevne Statisk bæreevne av pelen er vurdert iht. Peleveiledningen og Håndbok 016. Karakteristisk bæreevne, R c;k, er beregnet etter statisk bæreevneformel: R c;k = (R s;k + R b;k )/ξ hvor R s;k = sidefriksjon R b;k = spissmotstand Dimensjonerende, R c;d, bæreevne er bestemt ved: Region midt Ressursavdelingen Berg- og geoteknikkseksjonen Side 11 av 14
Geoteknisk rapport nr. 2112135559-028 / Vd-702B R c;d = R c;k /γ t Karakteristisk styrkeprofil er presentert i bilag 8. Karakteristisk styrkeprofil er konstruert fra enaks- og konusresultater. Generelt ligger enaksresultater høyere enn konusresultater i hele dybden. Beregningene er utført på bakgrunn av karakteristisk styrkeprofil som gir lavest udrenert skjærstyrke med dybden, altså styrkeprofil for vestre akse. Korrelasjonsfaktor ξ er valgt lik 1,45 etter tabell NA.A.10 i Peleveiledningen. Dette på bakgrunn av at kunnskapen om grunnforholdene vurderes til å være god. Partialfaktor γ t er satt til 1,1 på bakgrunn av tabell NA.A.6 i Peleveiledningen. Karakteristisk bæreevne som en funksjon av dybden er presentert i bilag 9 og 10. Under følger en tabell hvor bæreevne for foreslåtte pelelengder er presentert. Type pel 50m Lukket stålrørspel (Ø812x0,0125) 40m Betongpel (0,345x0,345) R c;k [kn] R c;d [kn] 3 155 2 868 1 144 1 040 7 SETNINGER Det er utført 5 ødometerforsøk av typen CRS, se bilag 6. Resultatene viser tegn på at løsmasseavsetningen i området er overkonsolidert, da det ikke er noe tydelig «knekk» på kurven for tøyning-spenning. I vår rapport Vd-702A er det foreslått en prekonsolideringsspenning tilsvarende 400 kpa. Denne prekonsolideringsspenningen er funnet gjennom vurdering av flyfoto og kartmateriale M = 1:5000 som indikerer at terrenget tidligere har vært dekket med et ca. 40m tykt lag med løsmasser. Videre er det i vår gamle rapport benyttet en setningsmodul Mc = 12 13 MPa for overslagsberegninger av setninger, og det er funnet at setninger for en 5m høy fylling vil ligge på ca. 10 cm, noe mindre ut mot landkarene. 8 VIDERE ARBEIDER Før regulert gang- og sykkelveg blir bygd, bør det utføres nye lokale stabilitetsvurderinger ned mot elva for å avklare om det eventuelt vil være nødvendig med mindre geotekniske tiltak av lokal art. Et eventuelt geoteknisk tiltak som ikke vil føre til ekstra behov for areal vil være å bygge opp fyllingen for gang- og sykkelvegen med lette fyllmasser. Ved bygging av ny bru må det benyttes en midlertidig bruløsning. Denne er planlagt installert nedstrøms for nåværende brusted. I forbindelse med byggeplan må det avklares nøyaktig plassering. Videre må fundamentering for midlertidig bruløsning avklares og vurderes. Hvis det velges å bygge samvirkebrua vil det være ønskelig å utføre ekstra sonderinger i elva for den planlagte pilaren. Dette for å verifisere antagelsen om at det er stor dybde til fjell for hele brukrysningsområdet. Statisk prøvebelastning er den sikreste måten å bestemme en pels bæreevne på. Peleveiledningen bemerker i kapittel 4.5 at dette spesielt gjelder for siltige leirer med Region midt Ressursavdelingen Berg- og geoteknikkseksjonen Side 12 av 14
Geoteknisk rapport nr. 2112135559-028 / Vd-702B plastisitetsindeks, I p, under 15 20 %. I og med at det er slike grunnforhold for dette prosjektet, og det velges å fundamentere på betongpeler, bør en prøvebelastning utføres for å verifisere bæreevne for pelene. Prøvebelastning for stålrørspeler er dyrt, og utføres nesten aldri. På grunn av byggetid vil pelene normalt få påført full dimensjonerende last etter vesentlig lengre tid (1-2 år). Erfaringsforsøk viser at man får en kapasitetsøkning med tida, spesielt i lavplastiske leirer. Denne kapasitetsøkningen kan være fordelaktig å utnytte, og kapasitetsøkningen bør bestemmes før byggeplan. Videre må det utføres en nøyaktig analyse av pelegruppe for hvert landkar, og eventuelt pilar i elva. I forbindelse med analyse av pelegruppen må det vurderes plassering av peler under landkar samt setninger for pelefundamentet. 9 HMS FORHOLD Da det ikke er stabilitetsproblemer for dette prosjektet vil det ikke være nødvendig å iverksette spesielle HMS-tiltak for vegbyggingen utover det som er vanlig for vegbygging. For frakt og håndtering av pelene til prosjektet forutsettes det at prosedyrer i Peleveiledningen følges. Videre anses det ikke som nødvendig å iverksette spesielle HMS-tiltak for arbeidet med peleinstalleringen, da valg av peletype og installeringsmetode anses som standard. Region midt Ressursavdelingen Berg- og geoteknikkseksjonen Side 13 av 14
Geoteknisk rapport nr. 2112135559-028 / Vd-702B 10 REFERANSER Lunne et al. (1997): Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice. Tom Lunne, Peter K. Robertson og john J.M. Powell. Spon Press Norsk Geoteknisk Forening (2012): Peleveiledningen Norsk Standard (2008): NS-EN 1997-1+NA:2008: Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering. Del 1: Allmenne regler. Norsk Standard (2008): NS-EN 1997-2+NA:2008: Eurocode 7: Geoteknisk prosjektering. Del 2: Regler basert på grunnundersøkelser og laboratorieprøver. Statens vegvesen (1997): Laboratorieundersøkelser. Håndbok 014 Statens vegvesen (1997): Feltundersøkelser. Håndbok 015 Statens vegvesen (2010): Geoteknikk i vegbygging. Håndbok 016 Statens vegvesen (2011): Vegbygging. Håndbok 018 Statens vegvesen (1992): Geoteknisk opptegning. Håndbok 154 Vianova GeoSuite AB (2010): Manualer for Novapoint GeoSuite beregningsprogrammer GS Stability og GS Settlement NGI (2010): En kort oppsummering av NGI s bruk av CPTU i praktisk prosjektering. CPTUseminar Vegdirektoratet 26. april 2010. Utarbeidet av Kjell Karlsrud. Region midt Ressursavdelingen Berg- og geoteknikkseksjonen Side 14 av 14
Bilag 2 Oversiktskart 22.02.2013 Målestokk 1:50000 Statens vegvesen
Borpunktliste Bilag 3 Borhull X Y Z Profil Avsett Metode Stopp Løsm Fjell 1_1 7038858,02 608838,59 16,00 3276,24 19,69 Prøve 90 30,80 1_3 7038858,02 608838,59 16,00 3276,24 19,69 Cpt 91 31,00 2_3 7038824,21 608911,54 16,70 3356,27 27,47 Cpt 91 28,76 3 7038894,40 608830,49 16,11 3256,56 11,97 Total 91 51,00 4 7038872,27 608896,06 17,44 3325,76 12,77 Total 91 45,67 101 7038857,22 608833,42 16,00 3271,63 22,15 Total 90 50,00 102 7038857,03 608836,96 16,20 3275,03 21,16 Total 90 33,10 102_1 7038857,03 608836,96 16,20 3275,03 21,16 Prøve 90 20,00 103 7038851,53 608856,57 13,30 3295,35 19,87 Total 90 50,50 104 7038841,15 608906,10 15,50 3345,53 13,28 Total 90 50,00 104_1 7038841,15 608906,10 15,50 3345,53 13,28 Prøve 90 30,00 201 7038907,67 608825,11 12,94 3247,09 22,71 DrT 92 0,50 202 7038891,35 608840,60 12,94 3267,11 12,43 DrT 90 13,70 203 7038900,92 608843,84 12,64 3267,01 22,53 DrT 90 14,20 204 7038872,84 608833,98 16,17 3266,99 7,23 DrT 92 2,00 205 7038880,58 608841,80 14,70 3271,81 2,66 DrT 92 1,50 206 7038875,21 608856,39 12,64 3287,35 2,42 DrT 90 13,80 207 7038883,09 608864,35 13,53 3292,25 12,49 DrT 90 14,40 208 7038864,44 608857,66 12,94 3292,11 7,33 DrT 90 13,20 209 7038871,83 608865,97 12,35 3297,51 2,40 DrT 90 13,00 210 7038879,71 608874,14 12,35 3302,61 12,54 DrT 90 13,00 211 7038860,71 608867,52 12,35 3302,65 7,58 DrT 90 12,80 212 7038868,38 608875,33 12,05 3307,49 2,24 DrT 90 16,10 213 7038863,58 608889,71 14,41 3322,64 2,47 DrT 90 19,80 214 7038871,25 608898,16 17,35 3328,08 12,50 DrT 92 1,40 215 7038880,26 608901,54 17,06 3328,29 22,12 DrT 92 1,50 216 7038852,25 608891,47 12,64 3328,05 7,64 DrT 90 12,60
Laboratorium: Sentrallaboratoriet Trondheim - I henhold til H014 labprosess: 14.425, 14.426, 14.441, 14.442, 14.445, 14.471, 14.472 Oppdragsnr. 4130034 Navn E14 Forra bru Borprofil Hullnummer 1 Km/*profil *1 Avstand høyre kant Analyseår 2013 Prøvetype 54mm plast Dybde (m) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 Leire Materiale Vanninnhold (%) Prøve 0 20 40 60 80 100kN/m³ 1 A B C D E F 20.4 6 4 Bilag 4 Skjærstyrke (kn/m²) St 0 20 40 60 80 100 Region Midt Gl. % 7 7.5 8 8.5 Leire 2 A B C D E F 20.2 4 5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 Siltig leire 3 A B C D E F 20.2 5 6 12 Labsys SVV-P-1.2.1-02.04.2013 11.40 Side 1 av 3
Laboratorium: Sentrallaboratoriet Trondheim - I henhold til H014 labprosess: 14.425, 14.426, 14.441, 14.442, 14.445, 14.471, 14.472 Oppdragsnr. 4130034 Navn E14 Forra bru Borprofil Hullnummer 1 Km/*profil *1 Avstand høyre kant Analyseår 2013 Prøvetype 54mm plast 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18 18.5 19 19.5 20 20.5 Leire Leire Materiale Vanninnhold (%) Prøve 0 20 40 60 80 100kN/m³ 4 5 A B C D E F A B C D E F 20.2 20.5 6 4 3 5 Bilag 4 Skjærstyrke (kn/m²) St 0 20 40 60 80 100 Region Midt Gl. % Dybde (m) 21 21.5 22 Leire 6 A B C D E F 20.3 3 3 22.5 23 23.5 24 24.5 Leire 7 A B C D E F 20.4 4 4 25 25.5 26 26.5 27 27.5 Leire 8 A B C D E F 20.5 4 5 28 Labsys SVV-P-1.2.1-02.04.2013 11.40 Side 2 av 3
Laboratorium: Sentrallaboratoriet Trondheim - I henhold til H014 labprosess: 14.425, 14.426, 14.441, 14.442, 14.445, 14.471, 14.472 Oppdragsnr. 4130034 Navn E14 Forra bru Borprofil Hullnummer 1 Km/*profil *1 Avstand høyre kant Analyseår 2013 Prøvetype 54mm plast Dybde (m) 30 30.5 31 Leire Materiale Vanninnhold (%) Prøve 0 20 40 60 80 100kN/m³ 9 A B C D E F 20.8 3 3 Bilag 4 Skjærstyrke (kn/m²) St 0 20 40 60 80 100 Region Midt Gl. % Labsys SVV-P-1.2.1-02.04.2013 11.40 Side 3 av 3
Bilag 5
Bilag 6
Bilag 6
f_s Bilag 7 CPTU Bp. 1 q_c / q_t (MPa) 0,0 2,0 4,0 6,0 0,0 u (KPa) -200,0 600,0 1400,0 0,0 f_s (kpa) 0,0 50,0 100,0 150,0 0,0 5,0 5,0 5,0 10,0 10,0 10,0 z (m) 15,0 z (m) 15,0 z (m) 15,0 20,0 20,0 20,0 25,0 25,0 25,0 30,0 30,0 30,0 q_c q_t u_2 u_0
Bilag 7 0,0 SuA (kpa) 0 50 100 150 200 250 300 z (m) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0 32,0 33,0 N_kt N_du N_ke
Bilag 7 0,0 OCR 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 z (m) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0 32,0 33,0 N_du N_kt Ødometerforsøk (Bp. 102)
Bilag 7 0,0 Φ ( ) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 z (m) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0 32,0 33,0 CPTU Treaks
Bilag 7 KVALITETSKONTROLL AV TRYKKSONDERINGER (CPT) Sondenummer: 4458 Prosjekt: E14 Forra bru Type sonde: NOVA Saksbehandler Kristian Aune Kalibreringsdato: 18.11.2011 Sondering utført: 12.03.2013 Borhull/ID 1 Lufttemperatur ( C): 6,0 Maks helning ( ): 37,0 KALIBRERINGSDATA Spissmotstand Sidefriksjon Poretrykk Maksimal last (Mpa): 50 0,5 2,0 Måleområde (Mpa): 50 0,5 2,0 Skaleringsfaktor: 1251 3753 3365 Oppløsning 12 bit (kpa): 0,00 0,00 0,00 Oppløsning 18 bit (kpa): 0,6099 0,0101 0,0227 Arealforhold: 0,852 0,000 Maks ubel. temp.eff. (kpa): 31,1049 0,4343 0,8853 Temperaturområde ( C): 0 40 0 40 0 40 NULLPUNKTSKONTROLL NA (q) NB (f) NC (u) Før sondering CLASSIC (kpa): Etter sondering CLASSIC (kpa): Avvik CLASSIC (kpa): 0,0 0,0 0,0 Før sondering NOVA (kpa): Etter sondering NOVA (kpa): 0,0 0,0 0,1 Avvik NOVA (kpa): 0,0 0,0 0,1 TEMPERATUREFFEKT Maksimal temperatureffekt (kpa): 0,0 0,0 0,0 VURDERING AV ANVENDELSESKLASSE Spissmotstand Sidefriksjon Poretrykk Samlet nøyaktighet (kpa): 0,6 0,0 0,1 Tillatt nøyaktighet A1 (kpa): 35,0 5,0 10,0 Tillatt nøyaktighet A2 (kpa): 100,0 15,0 25,0 Tillatt nøyaktighet A3 (kpa): 200,0 25,0 50,0 Tillatt nøyaktighet A4 (kpa): 500,0 50,0 ANVENDELSESKLASSE 1 1 1 Kommentarer: Statens vegvesen Region midt Berg og geoteknikkseksjonen
f_s Bilag 7 CPTU Bp. 2 q_c / q_t (MPa) 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 0,0 u (KPa) 0,0 500,0 1000,0 1500,0 2000,0 0,0 f_s (kpa) 0,0 50,0 100,0 150,0 0,0 5,0 5,0 5,0 10,0 10,0 10,0 z (m) 15,0 z (m) 15,0 z (m) 15,0 20,0 20,0 20,0 25,0 25,0 25,0 30,0 30,0 30,0 q_c q_t u_2 u_0
Bilag 7 0,0 SuA (kpa) 0 50 100 150 200 250 300 z (m) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0 N_kt N_du N_ke 0,25*p'_0
Bilag 7 0,0 OCR 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 z (m) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0 N_du N_kt Ødometerforsøk (Bp. 102)
Bilag 7 0,0 Φ ( ) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 z (m) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0 CPTU Treaks
Bilag 7 KVALITETSKONTROLL AV TRYKKSONDERINGER (CPT) Sondenummer: 4458 Prosjekt: E14 Forra bru Type sonde: NOVA Saksbehandler Kristian Aune Kalibreringsdato: 18.11.2011 Sondering utført: 12.03.2013 Borhull/ID 2 Lufttemperatur ( C): 6,0 Maks helning ( ): 43,0 KALIBRERINGSDATA Spissmotstand Sidefriksjon Poretrykk Maksimal last (Mpa): 50 0,5 2,0 Måleområde (Mpa): 50 0,5 2,0 Skaleringsfaktor: 1251 3753 3365 Oppløsning 12 bit (kpa): 0,00 0,00 0,00 Oppløsning 18 bit (kpa): 0,6099 0,0101 0,0227 Arealforhold: 0,852 0,000 Maks ubel. temp.eff. (kpa): 31,1049 0,4343 0,8853 Temperaturområde ( C): 0 40 0 40 0 40 NULLPUNKTSKONTROLL NA (q) NB (f) NC (u) Før sondering CLASSIC (kpa): Etter sondering CLASSIC (kpa): Avvik CLASSIC (kpa): 0,0 0,0 0,0 Før sondering NOVA (kpa): Etter sondering NOVA (kpa): 0,1 1,0 1,2 Avvik NOVA (kpa): 0,1 1,0 1,2 TEMPERATUREFFEKT Maksimal temperatureffekt (kpa): 0,0 0,0 0,0 VURDERING AV ANVENDELSESKLASSE Spissmotstand Sidefriksjon Poretrykk Samlet nøyaktighet (kpa): 0,8 1,0 1,2 Tillatt nøyaktighet A1 (kpa): 35,0 5,0 10,0 Tillatt nøyaktighet A2 (kpa): 100,0 15,0 25,0 Tillatt nøyaktighet A3 (kpa): 200,0 25,0 50,0 Tillatt nøyaktighet A4 (kpa): 500,0 50,0 ANVENDELSESKLASSE 1 1 1 Kommentarer: Statens vegvesen Region midt Berg og geoteknikkseksjonen
Bilag 8 Karakteristisk styrkeprofil - Vestre landkar 0 su [kpa] 0 20 40 60 80 100 120 140 160 5 10 z [m] 15 20 25 30 Su - Enaks (Bp. 102) Su - Konus (Bp. 102) Su - Treaks (Bp. 102) Su - Enaks (Bp. 1) Su - Konus (Bp.1) Karakteristisk designprofil
Bilag 8 Karakteristisk styrkeprofil - Østre landkar 0 su [kpa] 0 20 40 60 80 100 120 140 160 5 10 z [m] 15 20 25 30 Su - Enaks (Bp. 104) Su - Konus (Bp. 104) Karakteristisk designprofil
Bilag 9 Friksjon- og spissmotstand som funksjon av dybden, Akse 1 - Lukket stålrørspel 0 Kalkulert bæreevne, R c;cal [kn] 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Dybde [m] 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 Friksjonsmotstand Spissmotstand
Bilag 10 Friksjon- og spissmotstand som funksjon av dybden, Akse 1 - Betongpel (0,345 x 0,345m) 0 Kalkulert bæreevne, R c;cal [kn] 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Dybde [m] 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 Friksjonsmotstand Spissmotstand