YDELSESBESKRIVELSE AGGERS.R01. Geotekniske undersøgelser ved Aggersundbroen i Limfjorden JULI 2014

Transkript

1 YDELSESBESKRIVELSE AGGERS.R01 Geotekniske undersøgelser ved Aggersundbroen i Limfjorden JULI 2014

2 1. GENERELT Vejdirektoratet planlægger at gennemføre en forstærkning af Aggersundbroen og Sallingsundbroen mod skibsstød. Forud for udarbejdelsen af funderingsprojektet skal der gennemføres geotekniske undersøgelser, således at funderingsprojektet kan placeres i geoteknisk kategori 2 jf. retningslinjerne i den gældende funderingsnorm med tilhørende nationale anneks. Dette dokument indeholder en beskrivelse af omfanget af de geotekniske undersøgelser, der kræves for at Vejdirektoratets rådgivere kan gennemføre design af skibsstødsforstærkningen omkring Aggersundbroen og Sallingsundbroen. Da de geotekniske betingelser langs broerne kendes kun omtrentligt er formålet med de geotekniske felt- og laboratorieundersøgelser at afdække de geotekniske forhold og identificere de geotekniske projekteringsparametre, som er nødvendige for at kunne designe skibsstødsforstærkningen. En beskrivelse af omfanget af de geotekniske felt- og laboratorieundersøgelser, som er nødvendige er givet i afsnit 4. Vanddybden ved bropillerne på Aggersundbroen forventes til ca. 10 m á 12 m med stigende dybde fra sydøst mod nordvest. Da strøm- og vejrforhold ved Aggersundbroen kan være særlig udfordrende, kræves det, at den geotekniske undersøgelse, som omfatter såvel geotekniske boringer som CPT-forsøg, udføres fra en fast og stabil platform, det vil sige en jack-up flåde, som kan stå stabilt med ben på havbunden. Ved valg af løfteenhed skal benenes nedtrængningsdybde tages i betragtning for at sikre, at platformens ben er tilstrækkeligt lange, og at de ikke bryder igennem under installationen. Det forventes, at der ved Aggersundbroen og Sallingsundbroen er stærkt sætningsgivende lag. En beskrivelse af de eksisterende forhold er giver i afsnit 3. Vanddybden på de lokaliteter ved Sallingsundbroen, hvor der skal gennemføres geotekniske undersøgelser, er ca. 13,5 18 m. Undersøgelserne omfatter kun CPTU-forsøg, hvorfor den geotekniske rådgiver er frit stillet med hensyn til valg af enten en undervandsrig eller en fast stabil platform i form af en jack-up flåde. Ved Sallingsundbroen må der som ved Aggersundbroen forventes stærkt sætningsgivende lag, hvorfor benenes nedtrængningsdybde ved anvendelse af en jack-up flåde skal tages i betragtning. 2 PLANLÆGNING OG MYNDIGHEDSTILLADELSER Den geotekniske rådgiver skal ud fra krav og specifikationer beskrevet i denne ydelsesbeskrivelse udarbejde en tidsplan og bemandingsplan for arbejdets udførelse under hensyntagen til de fremsatte terminer. Tidsplanen skal foreligge ved kontraktindgåelse. I forbindelse med udførelse af detailundersøgelserne er der en række særlige forhold, som kan have omkostningsmæssige eller tidsmæssige konsekvenser. Den geotekniske

3 rådgiver skal gøre sig bekendt med disse forhold, som bl.a. omfatter anvendelse af særligt maskinel, arbejde på vand, vurdering af benpenetration ved anvendelse af jack-up rig, natarbejde osv. Disse forhold skal være en del af ydelsen. Den geotekniske rådgiver skal desuden udnævne en kontaktperson, som forestår nødvendig kontakt med bygherren og hans tilsyn. Den geotekniske rådgiver skal indhente oplysninger hos LER, der stilles til rådighed for bygherren. Boringerne skal afsættes af geotekniske rådgiver under hensyntagen til eksisterende ledninger og øvrige konstruktioner i jord, idet det er den geotekniske rådgivers ansvar, at der ikke i forbindelse med arbejdet forårsages skade på ledninger og konstruktioner. Den geotekniske rådgiver har pligt til at gøre sig bekendt med den nøjagtige placering og det nøjagtige antal af eksisterende lednings- og kabelanlæg indenfor entrepriseområdet og skal selv ved skriftlig henvendelse til ledningsejerne rekvirere præcise, opdaterede ledningsplaner. Den geotekniske rådgiver skal overholde de af ledningsejerne opstillede betingelser for at arbejde i nærheden af ledningerne. Beskadigelser af kendte lednings- og kabelanlæg er på den geotekniske rådgivers ansvar og risiko. Ved beskadigelser af kabler og ledninger skal dette straks meddeles de pågældende ledningsejere og VD. Supplerende oplysninger om borearbejde på vand Den geotekniske rådgiver skal gøre sig bekendt med vanddybder, foreliggende geologiske og geotekniske oplysninger, strømforhold og besejlingsforhold omkring det aktuelle område og grundigt evaluere al eksisterende viden i forhold til valg af flåde, fartøjer, udstyr og materiel. Den geotekniske rådgiver skal, på grundlag af denne evaluering, udføre en detaljeret planlægning af undersøgelserne. Den geotekniske rådgiver skal i god tid sikre, at alle relevante tilladelser / godkendelser fra myndigheder til at udføre arbejde foreligger. Den valgte rådgiver skal samarbejde med Vejdirektoratet i forbindelse med udarbejdelse af information til Søfartsstyrelsen, der skal offentliggøres i "Efterretninger for Søfarende". Der skal som udgangspunkt ikke gennemføres nogen høring af farvandets brugere, da gennemførelsen af projektet ikke må medføre nogen restriktioner for skibsfarten ved Aggersundbroen eller Sallingsundbroen. 3 STYRING OG SAMARBEJDE Efter overdragelser af opgaven vil Vejdirektoratet med passende varsel foranstalte gennemførelse af en projektgennemgang. Til projektgennemgangen deltager Vejdirektora-

4 tet samt nøglepersoner fra de rådgivere, der skal løse opgaverne vedrørende skibsstødssikring ved Aggersundbroen og Sallingsundbroen. Projektgennemgangen er en detaljeret gennemgang af projektet med henblik på at sikre en fælles forståelse for kontraktens bestemmelser og rammerne for udførelsen. Efter aflevering af foreløbig version af de geotekniske rapporter indkalder Vejdirektoratet til et møde, hvor rapporterne gennemgås og det vurderes om det leverede er i overensstemmelse med det i udbudsmaterialet angivne. Den geotekniske rådgiver skal sikre at alle arbejder, der gennemføres off shore, bliver gennemført i overensstemmelse med "Teknisk forskrift om arbejdsmiljø i skibe" (bekendtgørelse nr af 11. december 2009) inklusiv tillæg nr. 817 af 30. juni 2011, nr. 924 af 3. juli 2013 og nr af 11. november Dokumenterne er tilgængelige på Søfartsstyrelsens hjemmeside. På alle fartøjer, der anvendes i nærværende projekt skal den geotekniske rådgiver, sikre, at der findes en sikkerhedsgruppe i overensstemmelse med de ovenfor angivne forskrifter. Dette gælder også for fartøjer med en bemanding mindre end 5 personer. Kravet gælder ikke for mindre fartøjer, der kun benyttes lejlighedsvist f.eks. i forbindelse med transport af personer til og fra platform/flåde. Hvis den geotekniske rådgiver indretter et egentligt arbejdsområde eller en arbejdsplads på land skal alle arbejder i dette område ske i overensstemmelse med Arbejdstilsynets bekendtgørelse nr. 117 af 5. januar Den geotekniske rådgiver skal på vegne af Vejdirektoratet forestå koordinering af sikkerhed og sundhed i overensstemmelse med Arbejdstilsynets bekendtgørelse. Den geotekniske rådgiver skal udarbejde en arbejdsbeskrivelse, der beskriver alle arbejder der er forbundet med særlige risici. Proceduren skal angive hvilken person, der er ansvarlig for at gennemføre de givne arbejder og de metoder, materialer, sikkerhedsudstyr og personlige værnemidler, der skal anvendes. Den geotekniske rådgiver skal informere Vejdirektoratet i tilfælde af nær-ulykker og egentlige arbejdsulykker. 4 TIDLIGERE GEOTEKNISKE UNDERSØGELSER Aggersundbroen Af de eksisterende geotekniske grundlag fremgår det, at der forventes postglaciale, sætningsgivende aflejringer af sand og finkornet silt fra havbunden til ca. kote -28 m og ca. kote -33 m ved begge bropiller (se tegning i bilag 1). Det kan ikke udelukkes, at der også findes større mægtigheder af organiskholdige aflejringer som f.eks. dynd, gytje og tørv i de postglaciale lagserier ligesom mægtigheden af de postglaciale aflejringer er forbundet med stor usikkerhed. Under de postglaciale aflejringer forventes der senglacialt ler. Der henvises i øvrigt til længdesnit i bilag 1.

5 Sallingsundbroen Det forventede bundforhold er ca m dynd underlejret af ca m postglacialt sand. Herunder træffes der senglacialt glimmer ler. Der henvises i øvrigt til længdesnit og boreprofiler vist i bilag 2. 5 DET GEOTEKNISKE UNDERSØGELSESPROGRAM Generelt Det geotekniske undersøgelsesprogram omfattet geotekniske boringer (kun ved Aggersundbroen) samt CPT forsøg. CPT forsøg skal udføres med udstyr, der som minimum opfylder efterfølgende krav: De sonder, der bliver brugt for forsøgene skal have været kaliberet indenfor de sidste 3 måneder. Et bevis på kalibreringen skal afleveres til bygherre, inden arbejdet er igangsæt. Der skal benyttes udstyr til CPT forsøg i henhold til IRTP (1999). Udstyret skal opfylde klasse 2 i denne. Som et minimum skal der registreres følgende hvert sekund: Dybde Spidsmodstand Overflademodstand Poretryk Hældning (sondens hældning) Penetrationshastighed Både målte og korrigerede målinger skal afleveres til bygherre i et format, der aftales inden arbejdet igangsættes. Proceduren for og præsentation af testen er specificeret i IRTP (1999). Forsøg fra undervandsrig Ved udførelse af CPT forsøgene med undervandsrig skal udstyret kunne trykke med minimum 200 kn trykkraft. Sondens målekapacitet skal ikke være mindre en 100 MPa, og sonden skal have følgende minimums kapaciteter som autostopkriterier: Minimum spidsmodstand 100 MPa Minimum kappemodstand 1MPa CPTU forsøg og målinger skal starte ved havbund, hvor målinger for spidsmodstand og kappefriktion nulstilles. Målt poretryk skal også korrigeres for vanddybde. CPT-sonden skal presses ned, indtil den når den fulde specificerede dybde. Såfremt den endelige

6 dybde ikke opnås ved første forsøg, skal der udføres et nyt forsøg ved siden af det første forsøg uden ekstra omkostninger for bygherren. Sætninger af undervandsriggen ned i havbunden på grund af egenvægt, skal registreres. Forsøg fra platform Ved udførelse af arbejdet fra flåde/platform skal CPT forsøgene udføres som kontinuerte forsøg supplereret med forboring/udboring ved stop. Udstyret skal kunne trykke med minimum 80 kn trykkraft. Sondens målekapacitet skal ikke være mindre en 100 MPa og sonden skal have følgende minimums kapaciteter som autostopkriterier: Minimum spidsmodstand 100 MPa Minimum kappemodstand 1 MPa CPTU forsøg og målinger skal starte ved havbund, hvor målinger for spidsmodstand og kappefriktion nulstilles. Målt poretryk skal også korrigeres for vanddybde. CPTU-sonden skal presses ned, indtil den ikke kan trykkes længere. Herefter fortages der udboring af den udførte forsøgslængde og oprensning af borehullet. Denne procedure gentages, indtil den endelige dybde under havbunden er nået. Aggersundbroen På nuværende tidspunkt er der udarbejdet indledende beregninger for spunsceller omkring bropille 2 og 3. Spunscellerne omkring bropiller og tilhørende pæleværk er forudsat etableret med spids 2 m nede i den forventede senglaciale ler svarende til ca. kote - 30 á -35 m. Under broen reduceres spunshøjden dog pga. frihøjden under Aggersundbroen. Med en forventet spunsspidskote i ca. -30 m á -35 m skal de geotekniske boringer udføres til ca. kote -35 m á -40 m. Da oversiden af platformen på jack-up'en står et par meter over vandet betyder det, at den samlede borelængde per boring bliver i størrelsesorden 38 m á 43 m. Det stiller store krav til boremaskinen og boregrejet. Den geotekniske rådgiver er ansvarlig for at vælge materiel, der kan anvendes i forbindelse med gennemførelsen af boreprogrammet. Placering af jack-up'en relativ tæt ved den påtænkte placering af caissonerne er afhængig af bl.a. beliggenhed af broens fundamenter inklusiv skråpæle og erosionsbeskyttelse, krav fra myndighederne vedr. bl.a. sikkerhedsafstand til sejlrenden ved broen, beliggenhed af eventuelle ledninger under sundet, og jack-up'ens fysisk størrelse. Disse forhold skal belyses under detailplanlægning af opgaven, der gennemføres i samarbejde mellem den geotekniske rådgiver og Vejdirektoratet. Den geotekniske rådgiver skal gennemføre en indmåling af den endelige placering. Der skal gennemføres en geoteknisk undersøgelse som indledningsvis består af 2 geotekniske boringer og 4 CPT-forsøg (Cone Penetration Test).

7 De 2 boringer udføres diagonalt ift. bro og sejlrende for hver spunscelle. Boringernes udføres som udgangspunkt til kote -35 á -40 m. Såfremt mægtigheden af de postglaciale aflejringer er større end forudsat eller egenskaberne af de post- og senglaciale aflejringer afviger ift. det forudsatte, kan boringernes dybde forøges. Borejournaler skal dagligt fremsendes til bygherren. For at kalibrere CPT responset til boringerne udføres to af de planlagte CPT forsøg i umiddelbart nærhed (ca. 4 m) af boringerne. Dette giver ydermere supplerende oplysninger om jordens geotekniske egenskaber. De resterende 2 CPT forsøg udføres i modsatte diagonal af boringerne i undersøgelsesområdet såfremt responset fra disse 2 CPT forsøg afviger fra de to CPT forsøg udført ved boringerne, kan det det blive nødvendigt at udføre supplerende boringer. CPT udføres til minimum overside af den forventede senglaciale ler. Forboring kan være nødvendig. I boringerne udtages prøver i sandaflejringer, der er store nok til at udføre sigteanalyser og evt. triaxialforsøg. Efter endt borearbejde vurderes behovet for sigteanalyser - det forventes, at der skal udføres sigtning på 8 prøver. Antallet af prøver vil blive fastlagt at Vejdirektoratet i samarbejde med deres rådgivere, der designer skibsstødsforstærkningen (COWI A/S). I hver boring udtages 5 A-rør for senere udførelse af triaxialforsøg og B-rør pr. 2 m i leraflejringer. Udtagning af A-rør aftales med bygherren. Placeringen af de anbefalede geotekniske boringer/cpt forsøg fremgår af Figur 1. De endelige placeringer af undersøgelsespunkterne er afhængig af de aktuelle vanddybder, havbunds-, vejr- og strømningsforhold på udførelsestidspunktet, de stillede krav i myndighedstilladelserne, beliggenhed af eksisterende skråpæle under bropillerne og erosionsbeskyttelse, samt eventuelle ledninger på eller under havbunden.

8 Figur 1: Placering af boringer og CPT endelig placering af undersøgelsespunkterne er afhængig af bl.a. de stillede krav i myndighedstilladelsen. Den geotekniske undersøgelse ved Aggersundbroen skal omfatte følgende: Undersøgelsespunkterne afsættes af den geotekniske rådgiver. Alle boringer udføres som forede boringer Undersøgelsespunkterne indmåles i landskoordinater, system U32EUREF89, og topkote ved undersøgelsespunkterne på jack-up indmåles ved GPS. I boringerne udtages omrørte jordprøver pr. 0,5-1,0 m, samt intakte prøver (A- og B-rør). I boringer med kohæsionsjord (tørv, gytje, silt og ler) udføres vingeforsøg pr. 0,5 m á 1,0 m til bestemmelse af den intakte og den omrørte vingestyrke. Jordprøverne bedømmes geologisk i overensstemmelse med retningslinierne i Dansk Geoteknisk Forenings Vejledning i ingeniørgeologisk prøvebeskrivelse af maj Med udvalgte jordprøver udføres standard klassifikationsforsøg til bestemmelse af det naturlige vandindhold. Endvidere bestemmes den naturlige rumvægt på B-rør. Der udføres sigteanalyser på op til 8 udvalgte prøver.

9 Der udføres triaksialforsøg på op til 8 intakte A-rør prøver og/eller poseprøver (sand). Rapportering Resultatet af den geotekniske undersøgelse opstilles i en geoteknisk undersøgelsesrapport omfattende faktuelle data. Inden udarbejdelse af den geotekniske undersøgelsesrapport vil Vejdirektoratet fremsende en beskrivelse af det projekt, der skal udarbejdes på grundlag af rapporten. Udtræk fra geologi fremsendes ligeledes. Rapporten afleveres i to trykte kopier samt i pdf format. De geotekniske data skal omfatte en redegørelse for det udførte mark- og laboratoriearbejde samt bore- og CPT-profiler med tilhørende situationsplan. En foreløbig version af den geotekniske datarapport skal foreligge senest d. 20. oktober Den foreløbige version fremsendes til Vejdirektoratet og på grundlag af kommentarer fra Vejdirektoratet udarbejdes en endelig version, som skal foreligge senest d. 27. oktober Sallingsundbroen Undersøgelsen skal omfatte 4 CPT forsøg til 40 m under havbunden, forventeligt kote 55 m á 60 m. Forsøgene skal udføres ud for pillerne på hver side af gennemsejlingsfagene ved Sallingsundbroen. Den endelige placering af målingerne vil blive angivet af bygherren. Vanddybden må forventes at være m. Undersøgelsespunkternes placering vil blive oplyst som afstande i forhold til eksisterende bropiller. Den geotekniske rådgiver skal udføre undersøgelserne indenfor max 5 m fra de oplyste placeringer. Den geotekniske rådgiver skal indmåle undersøgelsespunkternes placering i x,y,z. Det kunne eventuelt blive nødvendigt for den geotekniske rådgiver at flytte boringer, der er uhensigtsmæssigt placeret ved planlægningen. den geotekniske rådgiver skal på eget initiativ flytte sådanne boringer, hvor flytningen ikke overstiger ca. 5 m. Hvis evt. flytning af boring overstiger 5 m, skal Vejdirektoratets rådgiver (Rambøll) kontaktes. Det er den geotekniske rådgivers ansvar, at boringer ikke flyttes væk fra det formål/område som boringen skal belyse. Rapportering Resultatet af den geotekniske undersøgelse opstilles i en geoteknisk undersøgelsesrapport omfattende faktuelle data samt en generel vurdering af jordbundsforholdene. Rapporten afleveres i to trykte kopier samt i pdf format. De geotekniske data skal omfatte en redegørelse for det udførte mark- og laboratoriearbejde samt og CPT-profiler med tilhørende situationsplan.

10 På grundlag af markundersøgelserne udarbejdes en geoteknisk rapport indeholdende: Resume af de udførte undersøgelser Beskrivelse af anvendt materiel og procedurer Geologi og jordbundsforhold baseret på en tolkning af de udførte CPTU forsøg. Situationsplan med angivelse af boringsplacering som indmålt Detaljerede CPTU profiler Rådata og korrigerede data i ASCII-format 6 VEJRLIG OG STILSTAND Vejrligskriterie mht. vind og bølger er henholdsvis en signifikant bølgehøjde på 0,60 m og en 10-minutters middelvindhastighed på 10 m/s. Vejrligskriterie mht. strømningsforhold er 1 m/s målt i 4 m dybde under vandoverfladen. Der gøres opmærksomme på, at strømningsforhold ved Aggersundbroen kan være mere kritisk end vindforhold, især når jack-up'en skal bugseres fra det ene undersøgelsespunkt til det andet, eller når den skal slæbes igennem broåbningen. Vejrlig kan tillige påvirke transport af borefolk og operatør fra jack-up'en til land og land til jack-up'en. Der er i tilbudslisten givet mulighed for at anføre rater i forbindelse med vejrlig og stilstand på hverdag og i weekender. Den geotekniske rådgiver skal gennemføre registreringer af de forhold, der kan give anledning til stilstand. Kun hvis det kan dokumenteres, at vejrforholdene har umuliggjort gennemførelsen af undersøgelserne vil der blive udbetalt en godtgørelse svarende til de relevante tilbudsposter.

11 Bilag 1: Aggersundbroen

12 Bilag 2: Sallingsundbroen

13 Vejdirektoratet har lokalkontorer i Aalborg, Fløng, Middelfart, Næstved og Skanderborg samt hovedkontor i København. Find mere information på vejdirektoratet.dk. VEJDIREKTORATET Niels Juels Gade 13 Postboks København K Telefon vd@vd.dk vejdirektoratet.dk