Vårdöbron, Åland Kompletterande bergundersökningar för brofästen

Transkript

1 Vårdöbron, Åland Kompletterande bergundersökningar för brofästen

2 Vårdöbron, Åland Kompletterande bergundersökningar för brofästen Beställare: Ålands Landskapsregering PB 1060 AX Mariehamn Beställarens representant: Taneli Ala-Rakkola Konsult: Uppdragsledare Handläggare Norconsult AB Box Göteborg Daniel Strandberg Sid Patel Uppdragsnr: Filnamn och sökväg: Kvalitetsgranskad av: Tryck: n:\104\16\ \5 arbetsmaterial\05 berg\fält \rapport_fält_ _granskad_jp.docx Jesper Petersson, Norconsult AB Norconsult AB

3 1 Inledning På uppdrag av Ålands Landskapsregering har Norconsult AB utfört kompletterande undersökningar av berggrunden vid brofästena till den planerade nya Vårdöbron omedelbart norr om befintlig bro (Figur 1). Figur 1 Planerat nytt läge för Vårdöbron. Inmätta sprickor är inritade med svarta streck vid lägena för brofästena. 2 Undersökningar Tidigare undersökning har gjorts av Ramböll ( ). Dessa omfattar geologisk beskrivning av berggrunden samt sprickmätningar på Töftö och Vårdö i ungefärliga lägen för brofästena. På Töftösidan utgörs undergrunden för brofästet av berghäll och på Vårdösidan av jord med en förmodad mäktighet av några meters tjocklek, se Figur 2 och Figur 3 nedan. Kompletterande observationer samt provtagning för trycktester har gjorts både på Töftö- och Vårdösidan Vårdöbron, Åland Kompletterande bergundersökningar för brofästen

4 4 (12) Figur 2 Planerat brofäste på Töftö. Ungefärligt läge för planerad bro inritat med streckad linje och provtagning med pil. Figur 3 Planerat brofäste på Vårdö. Ungefärligt läge för planerad bro inritat med streckad linje och provtagning med pil.

5 2.1 Bergart Berggrunden vid båda brofästena utgörs av granit av Rapakivi-typ, även benämnd Viborgit. Bergarten bedöms okulärt bestå av främst kvarts och alkalifältspater. Andelen mörka mineral uppskattats till ca 10 % och utgörs främst av biotit och mindre mängd hornblände, se Figur 4 för fotografi. Bergartens struktur är massformig och jämnkornig med medelkorniga mineral. Figur 4 Närbild på berggrunden. 2.2 Sprickanalys Sprickmätningar har utförts vid de planerade brofästena och dessa har sammanställts med tidigare utförda sprickmätningar som utförts av (Ramböll, ). Dessa redovisas i Figur 5 och Figur 6. Två huvudsakliga sprickkoncentrationer kan uttolkas. Dessa är orienterade nästan vinkelrätt mot varandra i riktningarna (stupningsriktning/stupning): /75-90 med koncentration kring 340 / / Vårdöbron, Åland Kompletterande bergundersökningar för brofästen

6 6 (12) På grund av att sprickmätningarna har gjorts på flacka hällar fås en överrepresentation av brantstående sprickor. Flacka sprickor har dock kunnat observeras vid färjeläget Töftö på den västra sidan av ön, se Figur 7. Dessa förekommer här med ett avstånd på ca 1-1,5 m. Uppsprickningsgraden bedöms vara låg vid Töftösidans planerade brofäste med ett genomsnittligt avstånd mellan sprickplanen på 0,5-1,5 m. Berggrunden är storblockigt uppsprucken med nästan vinkelräta sprickplan. Kantlängderna på blocken varierar mellan typiska värden på 0,5-1,5 m. Lokala partier med högre grad av uppsprickning kan dock förekomma vid brofästet på Vårdösidan där berget inte kunnat observeras på grund av jordtäcket. Ramböll har även noterat en 2-4 m bred sprickzon strax väster om Vårdösidans brofäste. Denna består av subvertikala sprickor med ett inbördes avstånd på ca 5 cm. Ingen närmare beskrivning har gjorts av denna beträffande läge och orientering. Figur 5 Rosdiagram för samtliga inmätta sprickor (71 st).

7 Figur 6 Poldiagram för samtliga inmätta sprickor (71 st). Figur 7 Sub-horisontella sprickor vid färjeläget på Töftö på den västra sidan av ön. Bilden är ett fotomontage Vårdöbron, Åland Kompletterande bergundersökningar för brofästen

8 8 (12) 3 Trycktester För att utvärdera berggrundens hållfasthet har trycktester utförts på prover från läget för det planerade brofästet på Töftösidan och strax NO om det planerade brofästet på Vårdösidan, eftersom själva brofästet ligger vid en jordfylld svacka. Lägena framgår av Figur 1 vid symbolerna för sprickmätningarna. Protokoll från provningarna redovisas i Bilaga 1. Resultaten visar på ett medelvärde av punklastindex på 7,4 MPa, vilket motsvarar enaxlig tryckhållfasthet mellan MPa. För dimensionering används ett värdet på 150 MPa. 4 Grundläggningstryck För att beräkna tillåtet grundläggningstryck på bergytan kan nedanstående samband användas: = ( ) Där q ult motsvarar enaxiell tryckhållfasthet, q max är tillåtet grundläggningstryck och F s är säkerhetsfaktorn. Vid RQD > 80 används säkerhetsfaktor F s = 3 (Bowles, 1997). För Töftösidan med bedömt värde på RQD = 90% och q ult = 150 MPa från trycktesterna fås ett tillåtet grundläggningstryck på bergyta av 40 MPa vid F s = 3. För Vårdösidan finns inget blottat berg vid brofästet då det är beläget vid en jordsvacka. Detta kan bero på förekomst av underliggande sprickzon. För att anta ett grundläggningstryck sätts därför RQD = 25% och F s = 6, vilket ger ett riktvärde på 3 MPa. Motsvarande riktvärden enligt (Waltham, 1994) är ca. 12 MPa respektive 4 MPa för Töftö respektive Vårdösidan. 5 Utlåtande På Töftösidan är berget av god kvalitet och som kan verifieras okulärt. Riktvärden för grundläggningstryck är 12 (Waltham, 1994) respektive 40 MPa (Bowles, 1997). På Vårdösidan kan förekomsten av sämre berg inte uteslutas och därför antas lägre riktvärden för grundläggningstryck på 3 (Bowles, 1997) respektive 4 MPa (Waltham, 1994). Vid byggnation bör inspektion av frilagt berg göras för att verifiera graden av uppsprickning.

9 6 Referenser Bowles, J. E. (1997). Foundation analysis and design (5th ed. ed.). McGraw-Hill. Ramböll. ( ). PM geologi Vårdöbron. Luleå: Ramböll. Waltham, A. C. (1994). Foundations of engineering geology. Blackie Academic & Professional. Norconsult AB Väg och Bana Geoteknik Sid Patel Daniel Strandberg Vårdöbron, Åland Kompletterande bergundersökningar för brofästen

10 10 (12) Bilaga 1 Protokoll från punktlasttester av bergprover.

11

12 12 (12)