Skarvikshamnen, LNG-anläggning Stabilitetskontroll PM Geoteknik

Transkript

1 Göteborgs Hamn AB H Göteborgs Hamn AB Stabilitetskontroll PM Geoteknik Göteborg SWECO Infrastructure AB Geoteknik, Göteborg ra01s, 1321, Uppdragsnummer Sweco Infrastructure AB Gullbergs Strandgata 3 Box 2203, Göteborg Telefon Telefax Uppdrag ; pedg p:\2321\ _lng,_skarvikshamnen\000\16 text\pm_geoteknik-lng-skarvikshamnen_ doc

2 H INNEHÅLL 1 Allmänt Utförda undersökningar Fältundersökningar Laboratorieundersökningar Geoteknisk översikt Topografi och områdesbeskrivning Geotekniska förhållanden Densitet, vattenkvot, konflytgräns och sensitivitet Odränerad skjuvhållfasthet Stabilitetskontroll Slutsats och resultat...7 BILAGA Stabilitetsberäkningar Rutinundersökningar ostörda jordprover (Kolvprovtagning) CPT-utvärderingar (Conrad) RITNING G G G3 Borrplan, skala 1:1000 (A3) Borrpunkter , skala 1:200 (A3) Borrpunkter , skala 1:200 (A3) Göteborgs Hamn AB Stabilitetskontroll PM Geoteknik 1 (1) Uppdrag ; pedg p:\2321\ _lng,_skarvikshamnen\000\16 text\pm_geoteknik-lng-skarvikshamnen_ doc

3 H Stabilitetskontroll PM Geoteknik 1 Allmänt På uppdrag av Göteborgs Hamn AB har SWECO Infrastructure AB utfört en geoteknisk undersökning vid den f d sedimentationsdammen i Skarvikshamnen, Göteborgs kommun. Planerad LNG-anläggning Figur 1 Översiktskarta över området för planerad LNG-anläggning. Syftet med undersökningen har varit att bestämma de geotekniska förhållandena för området och utföra en stabilitetskontroll för planerad LNG-anläggning. 2 Utförda undersökningar 2.1 Fältundersökningar I samband med denna geotekniska undersökning har ett program med geotekniska fältundersökningar utförts inom det aktuella området. Huvudsyftet med dessa undersökningar har varit att erhålla ett bra underlag för utvärdering och bedömning av de geotekniska förhållandena. Göteborgs Hamn AB Stabilitetskontroll PM Geoteknik 2 (2) Uppdrag ; pedg p:\2321\ _lng,_skarvikshamnen\000\16 text\pm_geoteknik-lng-skarvikshamnen_ doc

4 H Fältundersökningarna utfördes till av Sweco Infrastructure AB och omfattade följande: Sonderingar: Slagsonderingar i 4 st punkter för bestämning av jordens relativa fasthet. Trycksonderingar i 4 st punkter för kontroll av jordens relativa fasthet och djupet till fast botten CPT-sondering i 1 st punkt för utvärdering av jordens egenskaper och undersökning av förekomsten av eventuella skikt i leran In-situ undersökningar: Vingförsök i 2 st punkter för bestämning av lerans odränerade skjuvhållfasthet Provtagningar: Skruvprovtagning i 2 st punkter för upptagning av störda jordprover för klassificering av de ytliga jordlagren Kolvprovtagning i 1 st punkt för upptagning av prover till laboratorieundersökningar. Borrpunkterna är benämnda med ID Borrpunkternas lägen (i XYZ) har mätts in med GPS och redovisas i Göteborgs lokala kooordinatsystem. Utförd CPT-sondering har utvärderats med datorprogrammet Conrad och redovisas i Bilaga Laboratorieundersökningar Geotekniska laboratorieundersökningar har utförts på WSP:s geotekniska laboratorium i Göteborg. Undersökningarna är utförda på utvalda representativa kolvprover och omfattar följande: Rutinanalyser på ostörda jordprover för bestämning av jordtyp, densitet, vattenkvot, konflytgräns, sensitivitet och skjuvhållfasthet (Bilaga 2). 3 Geoteknisk översikt 3.1 Topografi och områdesbeskrivning Det aktuella området är beläget sydväst om Rya skog inom Skarvikshamnen. Området för planerad LNG-anläggning ligger inom en f d sedimenteringsdamm som fylldes igen på 70- talet. Sedimenteringsdammen, som även kallades för svarta havet, användes för avskiljning av sediment och olja. Idag används området som parkering och uppställningsplats. Läget på dammen har lagts in på borrplan ( G1). Innanför slänten ner mot Göta älv löper en asfalterad väg (Fågelrovägen). Marknivån i området för svarta havet är ca +12,5 till +13,0 och för vägen är nivån ca +13,3 (Göteborgs lokala system). Göteborgs Hamn AB Stabilitetskontroll PM Geoteknik 3 (3) Uppdrag ; pedg p:\2321\ _lng,_skarvikshamnen\000\16 text\pm_geoteknik-lng-skarvikshamnen_ doc

5 H 3.2 Geotekniska förhållanden I området för planerad LNG-anläggning förekommer generellt ca 2-3 m fyllning bestående av grus, sten, lera, tegel, glas, metalldelar och olja. Därunder följer lera med en mäktighet på ca meter. Leran är sulfidflammig och kan klassificeras som lös till halvfast. Enstaka sandkörtlar och skalrester förekommer i lerlagret. Fågelrovägen och slänten ner mot Göta älv bedöms vara uppbyggd av sprängsten. Geotekniska undersökningar i vägen har inte utförts i detta skede Densitet, vattenkvot, konflytgräns och sensitivitet Skrymdensiteten hos leran är ca 1,6 t/m 3. och den naturliga vattenkvoten (w N ) varierar mellan ca %. Konflytgränsen (w L ) har utvärderats till ca 65 % vilket medför att den odränerade skjuvhållfastheten (τ fu ) i leran, som bestämts vid vingförsök, ska reduceras med ca 17 % (d.v.s. korrektionsfaktorn är ca =0,83). Utförda laboratorieundersökningar på leran visar att leran är mellansensitiv. Sensitiviteten, S t, varierar mellan ca Odränerad skjuvhållfasthet Lerans odränerade skjuvhållfasthet har utvärderats utifrån vingförsök, konförsök och verifierats med utvärderad CPT-sondering. Den odränerade skjuvhållfastheten (korrigerad med avseende på konflytgränsen) har utvärderats till konstant ca 20 kpa ner till nivån +7. Därunder ökar skjuvhållfastheten med ca 1,5 kpa per meter (d.v.s. fu =20+1,5 z kpa). I figur 2 redovisas en sammanställning av resultaten från utförda hållfasthetsbestämningar. Göteborgs Hamn AB Stabilitetskontroll PM Geoteknik 4 (4) Uppdrag ; pedg p:\2321\ _lng,_skarvikshamnen\000\16 text\pm_geoteknik-lng-skarvikshamnen_ doc

6 H Odränerad skjuvhållfasthet [kpa] (korrigerad m.a.p. w L ) Nivå Vald hållf. (20+1,5 kpa/m) Vald hållf. Göta Älv 1002 (kv) 1003 (Vb) 1004 (Vb) 1004 (CPT) Figur 2 Sammanställning och utvärdering av lerans korrigerade odränerade skjuvhållfasthet. 4 Stabilitetskontroll Stabilitetskontrollen har utförts med kombinerad och odränerad analys med Slope/W version 7.14 (GeoStudio 2007). Redovisade säkerhetsfaktorer avser Morgernstern-Price metod för cirkulärcylindriska glidytor. Representativ stabilitetsberäkning redovisas i sin helhet i Bilaga 1. Den valda sektionen representerar stabiliteten för området ner mot Göta älv med läget enligt figur 3 nedan. I denna undersökning har endast glidytor som slår upp Göteborgs Hamn AB Stabilitetskontroll PM Geoteknik 5 (5) Uppdrag ; pedg p:\2321\ _lng,_skarvikshamnen\000\16 text\pm_geoteknik-lng-skarvikshamnen_ doc

7 H inom området för den planerade LNG-anläggningen undersökts då syftet varit att översiktligt bestämma hur olika belastningar/uppfyllnader påverkar stabilitetsförhållanden och därmed bedöma vad som är möjligt mht stabiliteten. Figur 3 Översiktskarta med sektion för stabilitetsanalys. Utvärderade och valda materialegenskaper till stabilitetsanalyserna redovisas på representativ beräkning i Bilaga 1. Som underlag till geometrin vid stabilitetsberäkningen har befintligt kartmaterial för området (digital primärkarta med 0,5 m ekvidistans) samt inmätning av borrpunkter använts. Vattendjupet i Göta Älv har hämtats från aktuell batymetrisk karta. Som underlag har även konstruktionsritningar och tidigare undersökningar från Göteborg Hamn AB:s (GHAB:s) arkiv använts. Enligt konstruktionsritning från år 1958 är Fågelrovägen pålad men enligt konstruktionsritning från år 1959 är vägen inte pålad. I utförd stabilitetskontroll antas vägen ej vara pålad. Banken är sannolikt åtminstone delvis pålgrundlagd men omfattningen är dock oklar. Glidytor som endast berör vägbanken har därmed ej betraktats då uppgifterna om vägbankens grundläggning ej varit entydiga och den primära frågeställningen för denna stabilitetskontroll avser möjligheten till belastning av markområdet inom den planerade LNG-anläggningen. I nedanstående figur presenteras utseendet av utförd analys. Göteborgs Hamn AB Stabilitetskontroll PM Geoteknik 6 (6) Uppdrag ; pedg p:\2321\ _lng,_skarvikshamnen\000\16 text\pm_geoteknik-lng-skarvikshamnen_ doc

8 H Figur 4 Utseendet av utförd stabilitetsberäkning 5 Slutsats och resultat Stabilitetskontrollen visar att stabiliteten i området bedöms tillfredsställande med hänsyn taget till planerad LNG-anläggning inom området för den fd sedimenteringsdammen ( svarta havet ). Beräkningarna har utförts med en vattennivå i Göta Älv på +9,3 vilket bedöms motsvara medellågvatten (MLW). Utförda beräkningar visar att säkerheten mot brott varierar med ytlasten enligt nedanstående tabell och diagram: Tabell 1 Avrundade säkerhetsfaktorer med varierande ytlast. Ytlast [kpa] F c F komb 0 1,9 1,9 5 1,8 1,8 10 1,8 1,8 15 1,7 1,7 20 1,7 1,7 25 1,7 1,7 30 1,6 1,6 35 1,6 1,6 40 1,6 1,5 45 1,5 1,5 50 1,5 1,5 Göteborgs Hamn AB Stabilitetskontroll PM Geoteknik 7 (7) Uppdrag ; pedg p:\2321\ _lng,_skarvikshamnen\000\16 text\pm_geoteknik-lng-skarvikshamnen_ doc

9 H 2,1 2 Fkomb Fc 1,9 Säkerhet mot brott, F 1,8 1,7 1,6 1,5 1, Variation ytlast [kpa] Figur 5 Diagram över säkerhetsfaktorn mot brott som funktion av en jämnt utbredd ytlast inom området för planerad LNG-anläggning. Säkerheten mot ett odränerat brott bör vara minst F c =1,5 samt mot ett kombinerat brott F komb =1,4 vid nyexploatering. Denna stabilitetskontroll påvisar att med avseende på stabilitetsförhållandena bör marken kunna belastas med upp emot ca kpa. Det skall dock noteras att sättningsförhållandena ej studerats i detta skede och att betydande konsolideringssättningar sannolikt utbildas vid belastningar av denna storlek Inmätning av marknivåer vid Fågelrovägen rekommenderas för att verifiera konstruktionsritningarna från 50-talet. Det rekommenderas vidare att verifiera om vägbanken är pålad eller ej. Göteborg SWECO Infrastructure AB, Geoteknik Peter Damgaard Ola Skepp Göteborgs Hamn AB Stabilitetskontroll PM Geoteknik 8 (8) Uppdrag ; pedg p:\2321\ _lng,_skarvikshamnen\000\16 text\pm_geoteknik-lng-skarvikshamnen_ doc

10 Bilaga 1

11 Skala 1:500 (A3) LNG SKARVIKSHAMNEN Sektion A Ytlast 40 kpa Odränerad analys Name: Sprängsten Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 22 kn/m³ Unit Wt. Above Water Table: 20 kn/m³ Cohesion: 0 kpa Phi: 40 Name: Fyllnadsmaterial Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 21 kn/m³ Unit Wt. Above Water Table: 19 kn/m³ Cohesion: 0 kpa Phi: 35 Directory: P:\2321\ _LNG,_Skarvikshamnen\000\13 Beräkningar\Sektion A_ gsz Name: Lera 1 (odrän) Model: S=f(datum) Unit Weight: 16 kn/m³ Limiting C: 20 kpa Elevation: 10 m Name: Lera 1 Göta Älv (odrän) Model: S=f(depth) Unit Weight: 16 kn/m³ Limiting C: 0 kpa Name: Lera 2 (odrän) Model: S=f(datum) Unit Weight: 16 kn/m³ Limiting C: 0 kpa Elevation: 7 m Name: Lera 2 Göta Älv (odrän) Model: S=f(depth) Unit Weight: 16 kn/m³ Limiting C: 0 kpa Väglast 10 kpa Last 40 kpa MLW +9,3 Sprängsten Lera 1 Fyllnadsmaterial Lera 1 Göta Älv 0-5 Lera Lera 2 Göta Älv

12 1.60 Skala 1:500 (A3) LNG SKARVIKSHAMNEN Sektion A Ytlast 40 kpa Kombinerad analys Name: Sprängsten Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 22 kn/m³ Unit Wt. Above Water Table: 20 kn/m³ Cohesion: 0 kpa Phi: 40 Name: Fyllnadsmaterial Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 21 kn/m³ Unit Wt. Above Water Table: 19 kn/m³ Cohesion: 0 kpa Phi: 35 Directory: P:\2321\ _LNG,_Skarvikshamnen\000\13 Beräkningar\Sektion A_ gsz 1.55 Name: Lera 1 (komb) Model: Combined, S=f(datum) Unit Weight: 16 kn/m³ Phi: 30 Cu-Datum: 20 kpa Cu-Rate of Change: 0 kpa/m C/Cu Ratio: 0.1 Elevation: 10 m Name: Lera 1 Göta Älv (komb) Model: Combined, S=f(depth) Unit Weight: 16 kn/m³ Phi: 30 Cu-Top of Layer: 15 kpa Cu-Rate of Change: 0 kpa/m C/Cu Ratio: 0.1 Name: Lera 2 (komb) Model: Combined, S=f(datum) Unit Weight: 16 kn/m³ Phi: 30 Cu-Datum: 20 kpa Cu-Rate of Change: 1.5 kpa/m C/Cu Ratio: 0.1 Elevation: 7 m MLW +9,3 Väglast 10 kpa Sprängsten Lera 1 Last 40 kpa Fyllnadsmaterial Name: Lera 2 Göta Älv (komb) Model: Combined, S=f(depth) Unit Weight: 16 kn/m³ Phi: 30 Cu-Top of Layer: 20 kpa Cu-Rate of Change: 1 kpa/m C/Cu Ratio: Lera 1 Göta Älv 0-5 Lera Lera 2 Göta Älv

13 Bilaga 2

14 Sammanställning av Laboratorieundersökningar samhällsbyggnad Geo Göteborg Projekt LNG Skarvik Rullagergatan Göteborg Bilaga: Tfn: / / Uppdragsnummer Tfn: / Borrhål 1002 Fax: Fältundersökning Utrustning PG Skr Kv St I Kv St II Labundersökning X X Granskning / MB/AZ Grundvattenobservationer Datum Den- Vatten- Konfl. Sensi- Skjuvhållfasth Matrl. Tjälf.- Sekt./BH sitet kvot gräns tivitet (okorrig.) (korrig.) typ klass Djup w w L S t fu kpa fu kpa m Benämning t/m 3 % % Kon Kon F / STEN, TEGEL, GLAS, LERA, 0,0 METALLDELAR, OLJA / (enl.fälttekn.) 2,5 1, ,0 grå sulfidflammig LERA 1,56 1, , ,0 grå sulfidflammig LERA 1,55 1, , ,0 grå sulfidflammig LERA, enstaka skalrester 1,57 1, ,61 66 grå sulfidflammig LERA, sandkörtlar, enstaka 8,0 1,60 skalrester 1, ,62 67 grå sulfidflammig LERA, enstaka sandkörtlar 10,0 1,62 och skalrester 1, ,66 64 grå sulfidflammig LERA, enstaka sandkörtlar 12,0 1,63 och skalrester 1, ,62 65 grå sulfidflammig LERA, sandkörtlar, 15,0 1,64 skalrester 1, ,72 56 grå sulfidflammig siltig LERA, sandkörtlar, 21,0 1,69 enstaka skalrester 1, VV TK Geo 2008

15 Bilaga 3

16 C P T - sondering Projekt Förborrningsdjup Startdjup Stoppdjup Grundvattenyta Referens Nivå vid referens Kalibreringsdata Spets 3948 Datum Areafaktor a Areafaktor b Skalfaktorer 1.00 m 1.00 m m 2.00 m Förborrat material Geometri Vätska i filter Operatör Utrustning x Inre friktion O c Inre friktion O f Cross talk c 1 Cross talk c 2 Portryck Friktion Spetstryck Område Faktor Område Faktor Område Faktor 0.0 kpa 0.0 kpa Plats Borrhål Datum Fyllning Normal Glycerin Ulf Gyllunger Geotech Portryck registrerat vid sondering Nollvärden, kpa Före Efter Diff Korrigering Portryck Friktion Spetstryck Skarvikshamnen, Göteborg Portryck Friktion Spetstryck (ingen) (ingen) (ingen) Bedömd sonderingsklass Använd skalfaktorer vid beräkning Portrycksobservationer Skiktgränser Klassificering Djup (m) 2.00 Portryck (kpa) 0.00 Djup (m) Djup (m) Från Till Densitet (ton/m 3 ) Flytgräns Jordart 1.90 F Anmärkning Blad1

17 CPT-sondering utförd enligt EN ISO Förborrningsdjup Start djup Stopp djup Grundvattennivå 1.00 m 1.00 m m 2.00 m Referens Nivå vid referens Förborrat material Geometri Fyllning Normal Vätska i filter Glycerin Borrpunktens koord. Utrustning Geotech Sond nr 3948 Projekt Projekt nr Plats Borrhål Datum Skarvikshamnen, Göteborg Spetstryck q t (MPa) Friktion f t (kpa) Portryck u, u o, u (kpa) Friktionskvot R ft (%) Portrycksparameter B q Lutning (grader) U o U 8 10 U 12 U o Djup (m) U 18 U o 20 U 22 U o 24 U Blad

18 CPT-sondering utvärderad enligt SGI Information 15 rev.2007 Referens Nivå vid referens Grundvattenyta Startdjup 2.00 m 1.00 m Förborrningsdjup Förborrat material Utrustning Geometri 1.00 m Fyllning Geotech Normal Utvärderare Datum för utvärdering Peter Damgaard Projekt Projekt nr Plats Borrhål Datum Skarvikshamnen, Göteborg Klassificering Odränerad skjuvhållfasthet fu (kpa) Friktionsvinkel ( o ) Relativ lagringstäthet I D (%) Modul (MPa) Djup (m) FSa Si Sa Si Sa Si Sa Si Cl v L Med L v L vl Si L M Si Si Si Si Si () () () () () x xx x x x x x x x x + xo + x + xo + x o + x o + xo + x o + x o o x o + x + Svensk empiri Lunne, överkonsoliderad Lunne, normalkonsoliderad o H M H M Si Si Blad

19 CPT-sondering utvärderad enligt SGI Information 15 rev.2007 Referens Nivå vid referens Grundvattenyta Startdjup 2.00 m 1.00 m Förborrningsdjup Förborrat material Utrustning Geometri 1.00 m Fyllning Geotech Normal Utvärderare Datum för utvärdering Peter Damgaard Projekt Projekt nr Plats Borrhål Datum Skarvikshamnen, Göteborg Klassificering Effektivtryck (kpa) Odränerad skjuvhållfasthet fu (kpa) Djup (m) FSa Si Sa Si Sa Si Sa Si Cl v L Med L v L vl Si L M Si Si Si Si Si () () () () () H M H M Si Si Blad

20 Ritningar

21

22

23