Väg 161 Delen Bäcken - Rotviksbro

VÄGPLAN Väg 161 Delen Bäcken - Rotviksbro Jämförelse av förstärkningsåtgärder i ravinen vid km 2/700-2/800 Uddevalla kommun, Västra Götalands län, Geoteknik Objektnummer: 102225, Geoteknik

2 (11) INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 BAKGRUND...3 1.1 Syfte och avgränsningar...3 1.2 Orientering...3 1.3 Befintliga förhållanden...5 1.4 Tidigare utredning...7 2 FÖRUTSÄTTNINGAR...7 3 ÅTGÄRDER...8 3.1 Avlastningsschakt...8 3.1.1 Byggskede...9 3.2 Uppfyllnad i ravinbotten...9 3.2.1 Byggskede... 10 3.3 Flytt av bäck... 10 3.3.1 Byggskede... 11 4 SAMMANFATTNING... 11 BILAGEFÖRTECKNING Bilaga PLAN ÖVER OMRÅDET MED TILLHÖRANDE INMÄTNINGAR... 1.1

3 (11) 1 BAKGRUND 1.1 1.2 Syfte och avgränsningar Denna PM har upprättats för att utgöra underlag för beslut om vilken åtgärd som ska gälla för fortsatt projektering av vägplan kring ravinen vid km 2/700-2/800. Denna PM beskriver enbart de tekniska aspekterna. Tidigare har en PM i samma fråga och område upprättats, Jämförelse av förstärkningsåtgärder öster om ravinen, km 2/670 2/800, daterad 2014-03-31. För beskrivning av de geotekniska och geohydrologiska förhållandena samt dimensionerande jordegenskaper i området hänvisas till ovanstående PM. En förutsättning vid upprättande av tidigare PM var att inga ingrepp fick ske nere i ravinen. Då erosion och skred förekommer i ravinen föreligger en risk för att stabilitetsproblem uppkommer efter vägens färdigställande pga. av att släntens geometri har förändrats som följd av skred eller erosion. Därför har man nu valt att studera åtgärder som även omfattar ingrepp nere i ravinen för att skapa en mer beständig lösning. Orientering Projektering för väg 161 delen Bäcken Rotviksbro pågår under våren 2014. Planerad väg går i ny sträckning söder om befintlig väg 161. Sträckan domineras av lerfyllda dalgångar med odlingsmark. Lerlagren är siltiga och förekommande vattendrag har lokalt eroderat djupt ner i jordlagren vilket ställvis har skapat mycket branta ravinslänter. Den största ravinbildningen längs sträckan ligger i anslutning till Rotviksbäckens biflöde från söder ca 600 700 m väster om Rotviksbro. Se markerat område i figur 1.2-1. Figur 1.2-1 Översikt. Väg 161 korsar ravinen på en upptill ca 6 m hög bank. Vägen ansluter till befintliga marknivåer kring +18 direkt öster om ravinen i km 2/700. Ravinens sträckning går österut fram till ca km 2/690 där den viker av mot norr en kort sträcka för att sedan

4 (11) vika av mot nordost och gå parallellt vägen med ravinkrönet mellan 20 och 40 m norr om vägmitt. Se plan i figur 1.2-2 samt profil i figur 1.2-3. Figur 1.2-2 Aktuellt område. Figur 1.2-3 Profil längs aktuell delsträcka.

5 (11) Ravinens slänter står i lutning 1:2 till 1:1,5 och säkerheten mot stabilitetsbrott är mycket låg lokalt invid ravinens krön längs hela delsträckan. Förstärkningsåtgärder krävs vid utbyggnad av väg 161. Se bilaga 1.3-1 för plan över området med inmätta träd samt höjder på bäckfårans vattengång och södra släntkrön. 1.3 Befintliga förhållanden Säkerhetsfaktorer mot stabilitetsbrott för befintliga förhållanden har tidigare beräknats i sju sektioner av ravinens södra slänt, tvärsektioner i km 2/700, 2/730, 2/760 och 2/820 samt sektioner D-F. Se figur 1.3-1 för sektionernas läge i plan. Figur 1.3-1 Planläge beräkningssektioner. Beräknad säkerhetsfaktor är generellt mycket låg i ravinslänterna samt ca 10 20 m in på anslutande åkermark, beräknad säkerhetsfaktor ligger i intervallet 0,8 < F < 0,9. För större glidytor som sträcker sig fram till planerad väg är beräknad

6 (11) säkerhetsfaktor något högre, men huvudsakligen underskrids SK2 (F > 1) för vägområdet. Se figur 1.3-2 för framräknad säkerhetsfaktor i området samt bedömd gräns för SK2. Figur 1.3-2 Indelning av områden utifrån beräknad säkerhetsfaktor. Stabiliteten för slänten norr om bäcken har inte kontrollerats. Geometrin och de geotekniska förhållandena är likartade som för den södra varför det med största sannolikt även förekommer stabilitetsproblem som understiger SK1 även för den norra slänten.

7 (11) 1.4 Tidigare utredning I den tidigare utredningen fick, som tidigare nämnts, inga ingrepp i ravinen utföras. Två åtgärdsalternativ studerades där det ena bestod av förstärkning med lättfyllning under vägen i kombination med en avschaktning mellan vägen och ravinkrön. Det andra alternativet bestod av installation av en skärm med kc-pelare mellan vägen och ravinkrönet. Pga. av dåliga stabilitetsförhållanden i byggskedet krävdes dock en temporär avschaktning i läget för kc-pelarna. Sammanfattningsvis bedömdes alternativet med kc-pelare vara bäst med hänsyn till att ravinens släntkrön kunde bibehållas samt att den kc-pelarförstärkta jorden har en bättre motståndskraft för att förhindra bakåtgripande skred och erosion. Alternativet med lättfyllning i kombination med avlastningsschakt bedömdes vid en enkel kostnadsuppskattning vara hälften så dyrt samt vara betydligt enklare att utföra. Vid passagen över ravinen i km 2/690 föreslås en uppfyllnad i ravinen och att bäcken läggs ovan uppfyllnaden på en ny högre nivå. 2 FÖRUTSÄTTNINGAR Följande förutsättningar har legat till grund för upprättande av föreliggande PM: - Stabilitetsproblematik föreligger mellan ca km 2/670 2/800 vilket kräver åtgärder. - Risk för ogynnsamma sättningar för vägen föreligger inte utmed den studerade sträckan. - För att skapa en beständig lösning krävs att stabiliteten inom ravinen åtgärdas för att inte riskera att ett initialskred med efterföljande bakåtgripande skred uppkommer. - För att få en beständig lösning måste även bäckfåran erosionsskyddas för att motverka att jordmaterial transporteras bort och att släntens geometri förändras. - Ingrepp i ravinen får utföras men omfattningen av dessa ska minimeras eller kompenseras på annat sätt.

Elevation 8 (11) 3 ÅTGÄRDER Tre olika åtgärder har studerats inledningsvis: - Avlastningsschakt ovan släntkrön, flackning av befintliga ravinslänter samt erosionsskydd i bäckfåran. - Uppfyllnad i ravinbotten, erosionsskydd av ny bäckfåra samt visst åtgärdande (flackning) av befintliga ravinslänter. - Flytt av bäck samt igenfyllande av befintlig ravin. 3.1 Avlastningsschakt Alternativet innebär att avlastningsschakt utförs mellan planerad vägbank och ravinen samt att vägbankens tyngd delvis kompenseras med lättfyllning mellan km ca 2/710 och 2/800. I praktiken innebär det att befintlig jord under planerad väg behöver skiftas ur med ca 0,5-1,5 m skumglas. Branta ravinslänter flackas till släntlutning 1:2 eller 1:3. Erosionsskydd placeras i ravinbotten och ovan ravinslänter upp till betryggande nivå för högsta högvatten. Erosionsskyddets tyngd har positiv inverkan på stabiliteten. Väg 161, Bäcken - Rotviksbro Avlastningsschakt + skumglas Km 2/760 Odränerad analys F=1,03 Name: sisa Unit Weight: 20 kn/m³ Phi': 23,9 Name: sile1 Model: Undrained (Phi=0) Unit Weight: 19 kn/m³ Cohesion': 15,33 kpa F=1,00 1,009 20 Avlastningsschakt Skumglas 20 18 18 16 Fy (Öb) 16 14 1:20 Skumglas sisa 14 12 sile1 12 10 10 8 sile2 8 6 Fr u=90 kpa 6 4 4 2 2 0 0-2 -2-50 -40-30 -20-10 0 10 20 Distance Name: Fr Unit Weight: 20 kn/m³ Phi': 25,7 Name: sile2 Model: S=f(depth) Unit Weight: 19 kn/m³ C-Top of Layer: 15,33 kpa C-Rate of Change: 1 kpa/m C-Maximum: 0 kpa Name: Fy (Öb) Unit Weight: 22 kn/m³ Phi': 37,6 Name: Skumglas Unit Weight: 4 kn/m³ Phi': 37,6 Name: Erosionsskydd Unit Weight: 20 kn/m³ Phi': 31 Figur 3.1-1 Sektion 2/760 med avlastningsschakt, erosionsskydd och skumglasfyllning under väg 161

Elevation 9 (11) 3.1.1 Byggskede Eftersom båda delarna av åtgärden innebär schakt och därmed minskad last inom den pådrivande sidan avseende stabilitet finns mycket goda möjligheter att utföra byggskedet i SK2 eller högre för glidytor som går ned på den södra sidan av ravinen. Stabiliteten har ännu inte kontrollerats för den norra sidan men troligtvis förekommer stabilitetsproblem. Arbeten som utförs nere i ravinen är begränsade men troligtvis måste ravinbotten beträdas vid anläggande av erosionsskydd. En noggrann arbetsberedning samt ett kontrollprogram avseende släntrörelser kring ravinkrönet kommer att erfordras. 3.2 Uppfyllnad i ravinbotten Alternativet innebär att ravinbotten delvis fylls igen och att bäckfåran höjs. Uppfyllnadshöjden uppgår till ca 2-3 m. För att skapa en beständig lösning flackas kvarvarande branta ravinslänter och den nya bäckfåran erosionsskyddas. En höjning av bäcken påverkar biflöden och vattengången i dessa behöver eventuellt också höjas vilket innebär att lösningens påverkansområde blir större än vid en avschaktning. Väg 161, Bäcken - Rotviksbro Oförstärkt väg Km 2/760 Odränerad analys Name: sisa Unit Weight: 20 kn/m³ Phi': 23,9 Name: sile1 Model: Undrained (Phi=0) Unit Weight: 19 kn/m³ Cohesion': 15,33 kpa 1,055 20 20 F=1,10 18 18 16 Fy (Öb) 16 14 sisa 14 12 +11,0 12 +10,0 sile1 10 10 sile2 8 8 6 Fr u=90 kpa 6 4 4 2 2 0 0-2 -2-50 -40-30 -20-10 0 10 20 Distance H:\5001-1302 Rotviksbro\1\G\Proj\UTREDNING\2700-2900\Johan\2760_uppfyllnad.gsz Date: 2014-04-30 Name: Fr Unit Weight: 20 kn/m³ Phi': 25,7 Name: sile2 Model: S=f(depth) Unit Weight: 19 kn/m³ C-Top of Layer: 15,33 kpa C-Rate of Change: 1 kpa/m C-Maximum: 0 kpa Name: Fy (Öb) Unit Weight: 22 kn/m³ Phi': 37,6 Name: Uppfyllnad Unit Weight: 19 kn/m³ Cohesion': 1 kpa Phi': 22,2 Figur 3.2-1 Sektion 2/760 med uppfyllnad i ravinen.

10 (11) 3.2.1 Byggskede Stabiliteten i befintliga förhållanden är dålig och arbeten nere i ravinen är tvunget att utföras under SK1 om inte åtgärder ovan släntkrön utförs. Möjligen finns en möjlighet att skapa en byggväg vid passagen över ravinen vid km 2/690 där utfyllnadsmassor tippas successivt för att höja säkerheten mot stabilitetsbrott. Arbetena kommer att kräva en rigorös arbetsberedning och kontroll av släntrörelser. 3.3 Flytt av bäck Alternativet innebär att befintlig ravin fylls igen och en ny ravin återskapas på betryggande avstånd från vägen. Den nya ravinen bör utformas så att framtida problem med skred och erosion inte uppkommer och därmed motverka att bäckfåran meandrar in mot vägen. Utseendet på bäcken kommer därmed vara likvärdig båda ovanstående alternativ gällande erosionsskydd och släntlutning. Den nya bäcken bör placeras på en högre nivå för att inte ta för stor yta i anspråk (eftersom slänterna bör läggas flacka). Fördelen med förslaget är att överskottsmassor kan utnyttjas att fylla igen den befintliga ravinen. Den stora nackdelen är att en stor mängd massor behöver flyttas fram och tillbaka under byggtiden. Preliminärt ses ingen vinst ur anläggningssynpunkt i förhållande till de två övriga åtgärdsalternativen. Figur 3.3-1 Plan med förslag på nytt läge för ravinen.

11 (11) 3.3.1 Byggskede Arbetena inleds med anläggande av den nya bäckravinen. Befintlig ravin kan fyllas igen först efter att vattnet går i den nya bäckfåran. Eftersom det förekommer stabilitetsproblem måste schaktmassor från den nya ravinen transporteras bort och placeras på betryggande avstånd så att tillfälliga upplag inte utlöser skred i området. 4 SAMMANFATTNING Samtliga tre studerade alternativ är möjliga för att skapa en beständig och långsiktig stabilitetshöjande och betryggande lösning. Alternativet med uppfylland inom ravinen har fördelen gentemot avschaktningsalternativet att överskottsmassor från projektet kan utnyttjas och att det inte krävs någon förstärkning med lättfyllning under väg 161. Nackdelarna med förslaget är att arbeten i byggskedet kommer att kräva temporära åtgärder eller bedrivas med låg säkerhet mot stabilitetsbrott. Påverkan på den befintliga ravinen bedöms även bli större än för alternativet med avschaktning. Eftersom båda studerade alternativ omfattar arbeten nere i ravinen bör även stabilitetsförhållandena för den norra ravinslänten kontrolleras för att klarlägga behov av eventuella temporära åtgärder under byggskedet. Detta kräver ytterligare geotekniska undersökningar. Man bör även kontrollera behov av erosionsskydd för den del av Rotviksbäcken som bibehålls kring den planerade bäckomgrävningen vid km ca 2/900.