BOHUSGEO AB Vrångsälven Charlottenberg, Eda Kommun Planerad Bro, Förstudie geoteknik Projekterings- Uppdragsansvarig: Henrik Lundström Handläggare: Granskning: Tobias Thorén Uppdragsnr. 14137 Datum 2014-12-11 Revision Bohusgeo AB Tel. vxl Webb Orgnr Bastiongatan 26 0522-946 50 www.bohusgeo.se 556601-5243 451 50 Uddevalla
Innehåll 1 Uppdrag... 3 2 Syfte... 3 3 Underlag... 3 4 Styrande dokument... 3 5 Befintliga förhållanden... 3 5.1 Mark, vegetation och topografi... 3 5.2 Geotekniska förhållanden... 4 5.3 Geohydrologiska förhållanden... 6 6 Släntstabilitet... 6 6.1 Allmänt... 6 6.2 Valda parametrar... 7 6.3 Beräkningar utan grundförstärkning... 7 6.4 Beräkningar med grundförstärkning... 7 6.5 Resultat/slutsats... 8 7 Grundläggning... 8 Bilagor Bilaga 1:1-1:2 Stabilitetsberäkningar Ritningar G101 Plan 2014-12-11 G301 Sektion 2014-12-11 Sida Uppdrag Handling Uppdragsnr Datum Rev.datum 2 (8) Vrångsälven Projekterings- 14137 2014-12-11
1 Uppdrag På uppdrag av Wikon AB och Eda Kommun har vi utfört en översiktlig utredning beträffande möjligheterna att grundlägga en ny bro över Vrångsälven i området för befintligt shoppingcenter. 2 Syfte Undersökningen syftar till att översiktligt redovisa möjligheterna för en grundläggning av en kombinerad bro för bilar och GC trafik. På platsen finns i dag en tillfällig trä bro med flytelement för GC trafik. 3 Underlag Underlaget för de i denna PM redovisade utvärderingarna utgörs av: äldre fält- och laboratoriearbeten utförda av Sweco för bland annat shoppingcentret. Resultaten finns redovisade i bilaga 1. 4 Styrande dokument Utredningen har utförts i enlighet med tillämpliga delar i dokument förtecknade i Tabell 1. Tabell 1 Styrdokument Typ av utredning Styrande dokument Alla utredningar Släntstabilitet SS-EN 1997-1 IEG Rapport 2:2008, rev 3 IEG Rapport 4:2008, rev 1 Skredkommissionens rapport 3:95 IEG Rapport 4:2010 TKGeo Pålar IEG Rapport 8:2008, rev 2 Slänter och bankar IEG Rapport 6:2008 5 Befintliga förhållanden 5.1 Mark, vegetation och topografi Området utgörs av Vrångsälven och dess stränder. I väster går befintlig landsväg och ytterligare en bro planeras öster om den befintliga. Utformning och placering i plan föreligger inte närmare för tillfället. På södra sidan av älven är marknivåerna mellan ca + 115 och +117. På norra sidan är nivån ca +114. Bottennivån i älven är mellan ca +109 och +110. Undervattensslänten i ån är ställvis brant. Inget synligt erosionsskydd finns i älven. Uppdrag Handling Uppdragsnr Datum Rev.datum Sida Vrångsälven Projekterings- 14137 2014-12-11 3 (8)
5.2 Geotekniska förhållanden Det totala sonderingsdjupet varierar mellan ca 12 och ca 14 m. Jordlagren bedöms under det vegetationsjordlagret från markytan räknat i huvudsak utgöras av: fast ytlager lera friktionsjord vilande på berg Det fasta ytlagret utgörs av silt och torrskorpelera och tjockleken varierar i huvudsak mellan ca 2 och ca 3 m. Silten är mycket tjällyftande och starkt flytbenägen. Lera finns till mellan ca 11 och ca 13 m djup under markytan. Leran är i regel siltig. Vattenkvoten har i huvudsak uppmätts till mellan ca 35 och 40 %. Konflytgränsen har uppmätts till mellan ca 30 och ca 40 %. Skjuvhållfastheten har i fält bestämts genom vingförsök och på laboratorium genom konförsök. En sammanställning av skjuvhållfastheterna redovisas i Figur 1. Den med hänsyn till konflytgränsen, korrigerade skjuvhållfastheten uppgår till mellan ca 15 och 30 kpa. Sensitiviteten varierar i regel mellan ca 15 och ca 25. Leran bedöms vara mellansensitiv. För att undersöka lerans sättningsegenskaper har kompressionsförsök typ CRS utförts. I figur 2 redovisas lerans konsolideringsförhållanden i punkt SW07-113. Leran bedöms inte kunna påföras någon belastning utan risk för långtidssättningar. Kompressionsmodulen M L har utvärderats till mellan ca 2000-3000 kpa. För grundläggning, dimensionering mm, se rubrik Sättningar och grundläggning. Friktionsjorden under leran har inte undersökts närmare. Sonderingarna har i regel trängt ned mellan 0 och ca 1 m och stoppat i den fast lagrade friktionsjorden, i regel så att stopp erhållits mot block eller berg. Sida Uppdrag Handling Uppdragsnr Datum Rev.datum 4 (8) Vrångsälven Projekterings- 14137 2014-12-11
Charlottenberg Bro 14137 Korrigerat för WL Ej korrigerat för OCR Utvärderat av Henrik Lundström 2014-12-03 0 10 20 30 40 50 60 kpa 120 118 VB :6094_32 VB :6094_37 VB :sw07-113 KV :sw07-113 Korrigerande Korrigerande Konflytgräns OCR sw07-113 sw07-113 sw07-113 sw07-113 116 114 112 Valt värde vid stabilitetsberäkningar 110 108 106 104 Nivå Bohusgeo AB K:\2014\14137_Char l ottenber g_br o\t ekni k\utr edni ng\par ametr ar \br o_1.t au 2014-12-03 16:25:50 Figur 1, Sammanställning av hållfastheter Uppdrag Handling Uppdragsnr Datum Rev.datum Sida Vrångsälven Projekterings- 14137 2014-12-11 5 (8)
Bro Charlottenberg sw07-113, My= 117.3 Porvattnets densitet är 1.000 t/m3 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 kpa 0 GW 2.2 M L=2333 5 M L=2964 M L=3064 M L=3919 10 Bohusgeo AB, Henr ik Lundstr öm K:\2014\14137_Char l ottenber g_br o\t ekni k\utr edni ng\par ametr ar \Ödometer -CRS\sw07-113.Di a 2014-12-01 14:13:59 Djup (m) Figur 2, Konsolideringsförhållanden i punkt SW07-113 5.3 Geohydrologiska förhållanden Grundvatten- och portrycksnivån i leran respektive i friktionsjorden under leran har ej utförts. Enligt äldre utredningar av Sweco anges dämningsgräns för kraftverket nedströms till +112,9 och avsänkningsgräns är +111,9. Dammens krön är belägen på nivån +109,65. 6 Släntstabilitet 6.1 Allmänt I äldre utredningar av Sweco har avlastningar av åns slänter föreslagits för att förbättra släntstabiliteten. Efter att ha varit på plats tror vi oss kunna se att vissa åtgärder utförts. Eftersom ingen broprojektering med val av brotyp, stödlägen, profilplan mm ännu ej föreligger har vi antagit följande: Profilplan sätts till +118 vilket är samma som den befintliga landsvägsbron. Nivån bör givetvis anpassas så att anslutning till befintliga ytor görs på ett bra sätt. Ändstöd görs på landsidorna och ett stöd vardera i vattnet på båda sidor av älven. Stabilitetsberäkningarna har utförts med datorprogrammet Geosuite Stability. Beräkningarna har utförts med cirkulärcylindriska glidytor med Sida Uppdrag Handling Uppdragsnr Datum Rev.datum 6 (8) Vrångsälven Projekterings- 14137 2014-12-11
odränerad (c) och kombinerad analys (komb). Beräkningarna är utförda med totalsäkerhetsanalys. Profilplanet kommer att ligga 1-3 m över befintlig marknivå på södra sidan av älven och ca 4 m över markytan på norra sidan. I bilaga 1 redovisas en släntstabilitetsberäkning med totalsäkerhetsanalys för det fall då uppfyllnader utförs med tunga massor. Fc=0,87. Erforderlig säkerhetsfaktor skall med odränerad analys vara >1,5 vilket motsvarar 1.0 med dimensionering med partialkoefficienter. I bilaga 1 redovisas även en beräkning med en tänkbar grundförstärkning med bankpålar. 6.2 Valda parametrar 6.2.1 Skjuvhållfasthet Valda skjuvhållfastheter framgår av figur 1. 6.2.2 Portryck Vid beräkningarna har avsänkningsgränsen +111,9 använts i Vrångsälven som en hydrostatisk trycknivå i älven. I slänten mot älven har en hydrostatisk nivå av ca +114,3 använts ca 20 m från älvkanten. 6.2.3 Laster Trafiklasten enligt TK Geo kan sättas till 13 kpa för lång glidyta. 6.3 Beräkningar utan grundförstärkning Beräknade säkerhetsfaktorer redovisas i Tabell 1. Tabell 1. Beräknade säkerhetsfaktorer, befintliga förhållanden Sektion\Analys F c F komb Profil nivå +18, utan grundförstärkning 0,87-6.4 Beräkningar med grundförstärkning Beräknade säkerhetsfaktorer redovisas i Tabell 2. Tabell 2. Beräknade säkerhetsfaktorer, befintliga förhållanden Sektion\Analys F c F komb Profil nivå +18, med bankpålar 1,49-1,56 - Det finns möjligheter att utföra stabilitetsberäkningar och ta hänsyn till 3 dimensionella effekter av geometri och laster. I detta skede då plan och profilläge inte är beslutat har vi bedömt att det är bättre att göra detta i ett senare skede. Detta kan medföra att bankpålningens utbredning kan förändras och sannolikt bli något mindre. Uppdrag Handling Uppdragsnr Datum Rev.datum Sida Vrångsälven Projekterings- 14137 2014-12-11 7 (8)
6.5 Resultat/slutsats För att erhålla tillfredsställande släntstabilitet erfodras bankpålar på en sträcka av 20 m bakom befintlig strandkant för den planerade profilen/banken. Placeringen av bron i plan och profil är viktig för att få till en bra lösning. För att undvika negativ påverkan på befintliga byggnader och den befintliga landsvägsbron bör den blivande profilen väljas så låg som möjligt. I plan skall man undvika att ligga allt för nära den befintliga bron så att inte den påverkas av entreprenadarbetena för den nya bron. Släntstabilitetsförhållandena för den befintliga bron är inte kända. 7 Grundläggning Bron föreslås grundläggas med spetsbärande pålar. Pålstopp kan förväntas på nivån +102 till +105. För brostöd i vatten bedöms tät spont erfordras för att kunna gjuta och arbeta i torrhet. Sannolikt påverkar valet av brotyp grundläggningen. Möjligen kan en samverkansbro klara en spännvidd upp mot 40 m och då kan grundläggning i vatten undvikas. Detta bör studeras närmare av en broprojektör. Vägbanken och brokoner föreslås grundläggas med bankpålar. Pålstopp för bankpålar kan förväntas på nivån + 105. Pålar skall vara försedda med bergdubb. På norra sidan av älven kommer en del uppfyllningar att erfordras. Eventuellt kan lättfyllning erfordras för att minska sättningarna. Kompletterande undersökningar i samband med projektering och byggande I samband med projektering av bron erfordras ytterligare undersökningar i det planerade broläget. Det är viktigt att undersökningarna görs i rätt planläge så att eventuella lokala avvikelser i jordlager och djup kan fångas upp med undersökningarna. Påverkan på befintlig landsvägsbro skall särskilt beaktas och samråd med Trafikverkets broförvaltare bör tas. Sida Uppdrag Handling Uppdragsnr Datum Rev.datum 8 (8) Vrångsälven Projekterings- 14137 2014-12-11