JORDBUNDSUNDERSØGELSER

Transkript

1 JORDBUNDSUNDERSØGELSER KOMPETENT RÅDGIVNING GEOTEKNIK OG MILJØ KOMPRIMERINGSKONTROL

2 POJ Consult ApS Østermøllevej Svenstrup J Att.: Poul O. Jørgensen Geoteknisk undersøgelsesrapport nr. Stitunnel, Viborgvej, 8450 Hammel Sag nr.: : 0458 Dato : Udarbejdet af Kontrolleret af : Peter Frederiksen : Anders L. Olesen Resumé Vejdirektoratet planlægger etablering af en stitunnel under Viborgvej (hovedvej 26) ved Anbæk, funderet ca. 3,5m under overkant Viborgvej. Der er gennemført en geoteknisk undersøgelse med 2 prøveboringer. Der træffes forventede og relativt gunstige jordbundsforhold i anlægsområdet. Under fyld/muld og til boringernes bund 7-8m under terræn træffes intakte istidsaflejringer. Øverst i boring B træffes velsorteret smeltevandssand, der afløses af moræneler (gletscheraflejringer). Herunder træffes igen velsorteret, stedvist gruset, smeltevandssand. I boring B2 træffes en kappe af moræneler, der afløses af gruset smeltevandssand. Ved boringens bund afløses smeltevandssandet af morænesand. Boringerne er genpejlede i de efterladte pejlerør dagen efter borearbejdets afslutning. Der blev truffet frit vandspejl i boring B beliggende knap 2m under terræn, mens boring B2 fremstod tør indenfor den aktuelle boredybde. Det trufne vandspejl i boring B er et sekundært årstidsafhængigt magasin, der er ophobet over/i lavpermeable lerlag. Sandlaget under moræneleret er i begge boringer tørt. Forholdene er velegnede for en direkte fundering af tunnelen i planlagt niveau i/på de trufne intakte istidsaflejringer. Stabilitetsforholdende skal sikres såvel under udførelse som i den permanente situation.

3 Sag nr Indholdsfortegnelse. Formål Beskrivelse af området... 3 Arealets anvendelse... 3 Tidligere/andre undersøgelser... 4 Geologiske forhold Undersøgelser... 4 Markarbejde... 4 Laboratoriearbejde Resultater... 5 Jordbundsforhold... 5 Vandspejlsforhold Funderingsforhold og udførelse... 5 Funderingsmetode... 6 Udførelsesforhold... 6 Projektering... 7 Parametre Miljøforhold Kontrolundersøgelser Opbevaring af jordprøver... 8 Bilag -2 Bilag 3-4 Bilag 5 4AP-Standard : Boreprofiler : Kornkurver : Situationsplan : Signaturer & definitioner 2

4 Sag nr Formål Vejdirektoratet planlægger etablering af en stitunnel under Viborgvej (hovedvej 26) ved Anbæk. Efter vore oplysninger anlægges en firkanttunnel (elementopbygget) med bund omkring kote +64,0 m DVR90, tilsvarende ca. 3,5m under overkant Viborgvej. I tilknytning hertil, såvel nord for som syd for Viborgvej, anlægges stisystemer. Der foreligger ingen yderligere oplysninger om anlægsprojektet. Hensigten med nærværende undersøgelse er at bestemme jordbunds- og funderingsforholdene forud for udarbejdelsen af funderingsprojektet. Undersøgelsen er gennemført efter retningslinierne i Eurocode 7 (EC7). 2. Beskrivelse af området Arealets anvendelse Stitunnelen anlægges vest for krydset Anbækvej/Viborgvej i den sydlige del af Hammel. Figur Kortudsnit fra Danmarks Arealinformation, Kort & Matrikelstyrelsen (274) 3

5 Sag nr De berørte områder nord og syd for Viborgvej henligger pt. som grønne områder/landbrugsarealer. Mellem Anbækvej og kommende stisystem på nordsiden af Viborgvej ligger et vandhul, der pt. fungerer som regnvandsbassin. Tidligere/andre undersøgelser Der foreligger ingen oplysninger om tidligere udførte geotekniske undersøgelser i området. Geologiske forhold Viborgvej ligger højdemæssigt i kote +67,5m DVR90, hvor krydsningen gennemføres. Ud fra geologiske/geotekniske baggrundsoplysninger forventes intakte istidsaflejringer (moræne- og/eller smeltevandsaflejringer) under naturlige muldlag og/eller fyldlag som følge af tidligere bygge- og anlægsarbejder. 3. Undersøgelser Markarbejde Der blev d. 0. november 200 udført 2 geotekniske prøveboringer i anlægsområdet, henholdsvis nord for Viborgvej (ca. 3m fra vejkant, B) og syd for Viborgvej (ca. 8m fra vejkant, B2). Boringerne er ført 7 til 8m under terræn. Arbejdet er udført med hydraulisk boreværktøj påmonteret en Fraste borerig/renault lastbil og som 6 snegleboringer. I forbindelse med borearbejdet er der indsamlet prøver i de gennemborede lag og udført diverse styrkeforsøg, vandspejlsmålinger m.m.. Borearbejdet er udført iht. retningslinierne i dgf-bulletin 4. Anvendte koter er absolutte i henhold til kotesystem DVR90. Boringer og relevante højder i området, jf. situationsplanen, er indmålt med GPS Trimble R8. Laboratoriearbejde De indsamlede prøver er geologisk bedømt i henhold til dgf-bulletin. Som supplement til bedømmelsen er der anvendt følgende klassifikationsforsøg: - Vandindholdsbestemmelser på samtlige prøver. - Kornstørrelsesanalyser til vurdering af egenskaberne for friktionsmateriale. - Kalkindhold (ikke kvantitativt). 4

6 Sag nr Resultater Skema - De trufne jord- og vandspejlsforhold Boring Terræn Vandspejl Fyld/Muld Recent Moræneler acial Smv. sand (Sen)acial Morænesand acial nr. Kote DVR90 [m] Kote DVR90 [m] Mægtighed [m] Mægtighed [m] Mægtighed [m] Mægtighed [m] B +67,44 +65,6-2,0 4,90 - B2 +67,28-0,60 2,95 3,0,35 Truffet ved boringens bund. Jordbundsforhold Der træffes forventede jordbundsforhold i anlægsområdet. I boring B træffes ingen øvre muld- eller fyldlag, idet det øvre sand dog til dels kan være regulerede lagfølger. Øverst i boring B2 træffes muldet lerfyld i en mægtighed på 0,6m. Lagtykkelsen af fyldlag må formodes at kunne variere, alt afhængigt af tidligere anlægsarbejder i området. Herunder (fra terræn i boring B) og til boringernes bund 7-8m under terræn træffes intakte istidsaflejringer. Øverst i boring B træffes velsorteret smeltevandssand, der afløses af moræneler (gletscheraflejringer). Herunder træffes igen velsorteret, stedvist gruset, smeltevandssand. I boring B2 træffes en kappe af moræneler, der afløses af gruset smeltevandssand. Ved boringens bund afløses smeltevandssandet af morænesand. De intakte istidsaflejringer optræder overordnet set med minimum middelgode styrkemæssige egenskaber. Moræneleret optræder siltet og kalkudvasket (typisk for området) med typiske vingestyrker c v = 50 kn/m². Der skal henvises til bilagene for de detaljerede lagfølger, styrkemæssige egenskaber m.m.. Vandspejlsforhold Boringerne er genpejlede i de efterladte pejlerør dagen efter borearbejdets afslutning (. november 200). Der blev truffet frit vandspejl i boring B beliggende knap 2m under terræn, mens boring B2 fremstod tør indenfor den aktuelle boredybde. Det trufne vandspejl i boring B er et sekundært årstidsafhængigt magasin, der er ophobet over/i lavpermeable lerlag. Sandlaget under moræneleret er i begge boringer tørt. 5. Funderingsforhold og udførelse Skema 2 Overside bæredygtige lag (OSBL) Boring Terræn Vandspejl OSBL OSBL nr. Kote DVR90 [m] Kote DVR90 [m] Kote DVR90 [m] Under terræn [m] B +67,44 +65,6 +67,4 - B2 +67, ,6 0,60 5

7 Sag nr Funderingsmetode Forholdene er velegnede for en direkte fundering af tunnelen i planlagt niveau i/på de trufne intakte istidsaflejringer. Stabilitetsforholdende skal sikres såvel under udførelse som i den permanente situation. Udførelsesforhold Udgravninger/stabilitet Stabiliteten af udgravningerne skal sikres under udførelsen. Det antages, at kun halvdelen af vejbanen afspærres i forbindelse med udgravningsarbejderne, med henblik på at opretholde trafikken. Alternativt gennemføres en omkørsel/forlægning. I vejens længderetning udgraves med følgende anlæg (ubelastede skråninger): - Fyld og smeltevandssand a =,0. - Moræneler a = 0,8. Midlertidige konstruktioner til sikring af vej (centerlinje) vil komme på tale. En spunskonstruktion (nedpresset, københavnerspuns, e.l.) vil ikke nødvendigvis skulle gennemføres afstivet, da mindre bevægelser af vejen vil kunne accepteres. Afstivningen skal dimensioneres for tung trafik. Angående spunsning/afstivningskonstruktioner henvises i øvrigt til leverandørens/den udførende entreprenørs anvisninger/erfaringer. Fundering af tunnel Det anbefales, at funderingsarbejderne gennemføres efter følgende overordnede fremgangsmåde: - Der udgraves til planlagt niveau efter spunsning og under hensyntagen til stabiliteten som beskrevet i ovenstående. - Arbejdet bør tilrettelægges således, at færdsel med gummihjulskøretøjer på råjordsplanum undgås i områder med moræneler. - Der indbygges sand-/grusfyld under kommende tunnelbund. - Herefter kan funderingsarbejderne gennemføres i naturligt niveau. Det bør generelt overvejes at gennemføre en fundering på smeltevandssand. - De intakte istidsaflejringers styrke skal verificeres ved geoteknisk udgravningskontrol. - Arbejdet kan forventes udført uden væsentlige gener fra indtrængende grundvand, i det almindelig lænsning af overfladevand skal påregnes specielt i nedbørsrige perioder. Permanent tørholdelse/jorddækkede konstruktioner Dræning gennemføres iht. drænnormen DS436. Efter drænnormen DS436 kan de trufne jord- og grundvandsforhold fastlægges til klasse (meget permeabel jordart), vel at mærke under moræneleret. 6

8 Sag nr Som sædvanligt etableres et veldrænende lag op langs de jorddækkede vægge. Gennemgraves moræneleret, kan omfangsdræn udelades. Stiarealer For de planlagte belægningsarealer gælder, at der indledes med en afrømning af muldlag. Vejopbygningen dimensioneres efter Vejdirektoratets vejregel Dimensionering af befæstelser og forstærkningsbelægninger, marts Tykkelser af lag af BSG (bundsikring) og SG (stabilt grus) fastlægges på baggrund af den aktuelle trafikbelastning/trafikklasse og de underliggende aflejringers art (frostfølsomhed). Tilkørte materialer i opbygningen skal komprimeres efter gældende regler. Følgende komprimeringskrav bør være gældende (isotopsondemetoden): - Bundsikring (BSG) komprimeres til gennemsnitligt 95%-vibration og ingen enkeltværdi mere end 3% under gennemsnitskravet. - Stabilt grus (SG) komprimeres til gennemsnitligt 95%-vibration og ingen enkeltværdi mere end 3% under gennemsnitskravet. Der skal sikres en effektiv dræning af bundsikringslaget i områder med underliggende moræneler. Eventuelle opgravede lag af smeltevandssand er generelt af bundsikringskvalitet og kan anvendes som sådan i opbygningen. Projektering Undersøgelsen er gennemført til et sådant detaljeringsniveau, at projektet kan gennemføres i kategori 2 jf. EC7. Dimensioneringen af de geotekniske konstruktioner skal gennemføres min. i konsekvensklasse 2. Geoteknisk dimensionering gennemføres efter retningslinierne i det danske anneks i EC7 (Nationalt anneks). Beregningerne gennemføres i såvel brudgrænse- som anvendelsesgrænsetilstanden (sætninger). Til dimensioneringen kan anvendes karakteristiske parametre som angivet i nedenstående afsnit. Parametre De relevante jordparametre fremgår af bilagene. 7

9 Sag nr Skema 3 Styrke- og deformationsparametre Aflejring Rumvægt Kohæsion Kohæsion Friktionsvinkel Konsolideringsmodul Korttidstilstand Langtidstilstand Langtidstilstand γ/γ [kn/m 3 ] c u [kn/m 2 ] c' [kn/m 2 ] φ [grader] K [kn/m 2 ] Lerfyld 20/ Moræneler 2/ Smv. sand 9/ > Morænesand 22/ > For velkomprimeret sandfyld kan der anvendes en karakteristisk plan friktionsvinkel ϕ pl.k = 37 og en konsolideringsmodul K = kn/m 2. Den karakteristiske udrænede forskydningsstyrke c uk kan for moræneler sættes lig den målte vingestyrke c v. Til sætningsberegningerne kan konsolideringsmodulen K for moræneleret fastsættes som K = 4000 c v /w. Jorddækkede konstruktioner dimensioneres for hviletryk (AGT) samt jordtryksforøgelse fra komprimering iht. GI Info 3.7 og 3.8. og aktivt jordtryk (BGT). Der skal desuden tages hensyn til belastninger fra trafik. 6. Miljøforhold Der er i forbindelse med borearbejderne ikke konstateret visuelle tegn på indhold af miljøfremmede stoffer i jorden. Overskudsjord bortskaffes i samråd med miljømyndigheden Favrskov Kommune. 7. Kontrolundersøgelser Generelt skal der udføres en omhyggelig kontrol af udgravninger til sikring af, at der funderes på aflejringer med de forudsatte styrker og egenskaber. Kontrollen bør som minimum omfatte verifikation af jordarternes alder og sammensætning samt eventuelle insitu forsøg til kontrol af aflejringernes styrkemæssige egenskaber. Der henvises i øvrigt til EC7. Ved indbygning af sandfyld (lagtykkelser > 0,6m) skal der gennemføres en kontrol af komprimeringen/lejringen. 4AP-Geoteknik står naturligvis til rådighed for de videre arbejder i projektet og gennemfører gerne: udgravningskontrol, komprimeringskontrol, beregning af geotekniske konstruktioner. 8. Opbevaring af jordprøver De optagne jordprøver opbevares i 4 dage fra d.d. 8

10 Dybde (m) Forsøgsresultater Kote (m) Geologi Prøve Nr. Jordart Karakterisering Aflejring Alder DVR90 +67,44 m 0 W SAND, m, gråbrun, kf Sm Sg SAND, m, enkelte fingruskorn, brun, kf Sm Sg 3 SAND, m, lysbrun, kf Sm Sg SAND, m, brun, kf Sm Sg 0 2 Cvr Cv 5 MORÆNELER, siltet, brun, kf MORÆNELER, stærkt siltet, brun, kf 3 7 MORÆNELER, siltet, brun, kf Sten MORÆNELER, sandet, brun, kf 4 9 SAND, m - gr, svagt gruset, brun, kf Cvr Cv SAND, m, enkelte fingruskorn, brun, kf 5 SAND, m, lysbrun, kf SAND, m - gr, ringe sorteret, svagt gruset, brun, kf 6 3 SAND, m, lysbrun, kf +6 4 SAND, m, svagt gruset, gulbrun, kf 7 W 5 SAND, m, svagt gruset, gulbrun, kf W (%) Cvr, Cv (kn/m²) Vandspejl målt pr Sag : 0458 Stitunnel, Viborgvej, 8450 Hammel GeoGIS GeoGIS #0 Bregister - PSTGDK :22:2 Boremetode : Tør rotationsboring med snegl Koordinatsystem : UTM32E89 X : (m) Y : (m) Plan : Strækning : Boret af : BR Dato : Bedømt af : Boring : B Udarb. af : PF Kontrol : Godkendt : Dato : Bilag : S. / Boreprofil

11 Dybde (m) Forsøgsresultater Kote (m) Geologi Prøve Nr. Jordart Karakterisering Aflejring Alder DVR90 +67,28 m 0 W +67 FYLD: LER, sandet, muldet, enkelte roddele, mørkbrun, kf Fy Re CvrCv 2 MORÆNELER, svagt siltet, gråbrun, kf MORÆNELER, siltet, gråbrun, kf 2 4 MORÆNELER, siltet, gråbrun, kf MORÆNELER, siltet, gråbrun, kf 3 6 MORÆNELER, siltet, gråbrun, kf Cvr Sten Sten MORÆNELER, siltet, med sandlag, forvitret i sprækker, enkelte roddele, gråbrun, kf 4 8 SAND, m, enkelte gruskorn, gråbrun, kf SAND, m - gr, gruset, ringe sorteret, brun, kf 5 0 SAND, m - gr, gruset, ringe sorteret, brun, kf +62 SAND, m - gr, gruset, ringe sorteret, brun, kf 6 2 SAND, m - gr, gruset, ringe sorteret, brun, kf +6 3 SAND, m - gr, gruset, ringe sorteret, brun, kf 7 4 MORÆNESAND, leret, gulbrun, kf MORÆNESAND, leret, gulbrun, kf 8 W MORÆNESAND, leret, gulbrun, kf W (%) Cvr, Cv (kn/m²) Intet vandspejl pr Sag : 0458 Stitunnel, Viborgvej, 8450 Hammel GeoGIS GeoGIS #0 Bregister - PSTGDK :24:37 Boremetode : Tør rotationsboring med snegl Koordinatsystem : UTM32E89 X : (m) Y : (m) Plan : Strækning : Boret af : JDH Dato : Bedømt af : Boring : B2 Udarb. af : PF Kontrol : Godkendt : Dato : Bilag : 2 S. / Boreprofil

12 Forsøg : Dato : Kontrol : Dato : Godkendt : Dato : 00 (%) Sag : Bilag nr. : G 3 S. / Stitunnel, Viborgvej, 8450 Hammel KORNKURVE d (mm) 00 FIN MELLEM GROV FIN MELLEM GROV FIN MELLEM GROV LER SILT SAND GRUS STEN Boring/Prøve Nr. Geologi Middelkornstørrelse, d50 (mm) Uensformighedstal, d60 (mm) / d0 = U (mm) Plasticitetsindex, WL - WP = IP (%) Aktivitet, IP (%) / ler = IA (%) CaCO3 (%) Kornrumvægt, ds Sandækvivalent, SE Kapilaritet Frostfare Note B / 9 SAND, m - gr, svagt gruset, brun, kf $Sm 0,464 Vandindhold, W (%) 0,57 / 0,258 = 2,2 Rumvægt (kn/m³) - = Tørrumvægt (kn/m³) / = Poretal, e ødetab (%) Permeabilitet (m/sek) Relativ lejring 20,0 Friktionsvinkel ( ) NEJ Konsolideringsmodul (kn/m²) 9,0 0,55 6,500E-04 0,55 35, Sigte (mm) 8,0 4,0 2,0,0 0,5 0,25 0,25 0,063 Gennemfald (%) 94,4 9,5 87,3 8,0 55, 7,8 0,5-0,4 GeoGIS GeoGIS #0 Bregister - GSDDK :33:04

13 Forsøg : Dato : Kontrol : Dato : Godkendt : Dato : 00 (%) Sag : Bilag nr. : G 4 S. / Stitunnel, Viborgvej, 8450 Hammel KORNKURVE d (mm) 00 FIN MELLEM GROV FIN MELLEM GROV FIN MELLEM GROV LER SILT SAND GRUS STEN Boring/Prøve Nr. Geologi Middelkornstørrelse, d50 (mm) Uensformighedstal, d60 (mm) / d0 = U (mm) Plasticitetsindex, WL - WP = IP (%) Aktivitet, IP (%) / ler = IA (%) CaCO3 (%) Kornrumvægt, ds Sandækvivalent, SE Kapilaritet Frostfare Note B2 / 9 SAND, m - gr, gruset, ringe sorteret, brun, kf $Sm 0,87 Vandindhold, W (%),56 / 0,25 = 6,22 Rumvægt (kn/m³) - = Tørrumvægt (kn/m³) / = Poretal, e ødetab (%) Permeabilitet (m/sek) Relativ lejring 20,0 Friktionsvinkel ( ) NEJ Konsolideringsmodul (kn/m²) 6,0 0,55 6,250E-04 0,55 37, Sigte (mm) 8,0 4,0 2,0,0 0,5 0,25 0,25 0,063 Gennemfald (%) 87,0 7,8 63,4 54,0 34,2 9,9 4,9 3,4 GeoGIS GeoGIS #0 Bregister - GSDDK :37:5

14

15 sag nr AP-Standard Signaturer & definitioner JORDARTSSIGNATURER: dgf-bulletin (kan kombineres) STEN 20mm LER MULD SKALLER GRUS 2mm FYLD TØRV MORÆNELER (sandet, stenet, leret) SAND 0,06mm KALK TØRVEDYND MORÆNESAND (sandet, stenet, siltet) SILT 0,02mm BETON GYTJE Note: I morænejordarter må der forventes varierende indhold af sten og blokke. BOREPROFIL SIGNATURER PÅ SITUATIONSPLAN: B Geoteknisk boring med prøveoptagning Terræn Bentonitprop Laggrænse Stor omrørt prøve Vandspejl med pejledato Omrørt prøve Intakt prøve Pejlerør Filter R Gravning med prøveoptagning Rammesondering Drejesondering GEOLOGISKE FORKORTELSER: Aflejring: Alder: O = Overjord Re = Recent Fy = Fyld Pg = Postglacial Ma = Marin aflejring Sg = Senglacial Fe = Ferskvandsaflejring = acial Ne = Nedskylsaflejring Ig = Interglacial Sk = Skredjord Is = Interstadial Fl = Flydejord Te = Tertiær Vi = Vindaflejring Da = Danien Sm = Smeltevandsaflejring = etcheraflejring Forkortelser: f = fintkornet m = mellemkornet gr = groftkornet kf = kalkfrit kh = kalkholdigt DEFINITIONER: Vingestyrke (kn/m²) cv = Den udrænede forskydningsstyrke målt ved vingeforsøg i intakt jord Vingestyrke (kn/m²) cvr = Den udrænede forskydningsstyrke målt ved vingeforsøg i omrørt jord (0 x 360 ) Vandindhold W = Vandvægten i procent af tørstofvægten ødetab = Jordens vægttab ved opvarmning til 000 C Sonderingsmodstand D = Antal halve omdrejninger pr. 20 cm nedtrængning for spidsbor med 00 kg. belastning Rumvægt (kn/m³) = Forholdet mellem totalvægt og totalvolumen Rammesondering (LRS 5) L = Antal slag pr. 20 cm nedtrængning