PM STABILITET RIVNING AV SPONTKONSTRUKTION

MAJ 2016 AKZONOBEL AB PM STABILITET RIVNING AV SPONTKONSTRUKTION PM AVSEENDE STABILITET FÖR RIVNING AV SPONT VID KAJEN I PROJEKT TERRA

ADRESS COWI AB Skärgårdsgatan 1 Box 12076 402 41 Göteborg TEL 010 850 10 00 FAX 010 850 10 10 WWW cowi.se MAJ 2016 AKZONOBEL AB PM STABILITET RIVNING AV SPONTKONSTRUKTION PM AVSEENDE STABILITET FÖR RIVNING AV KAJEN I PROJEKT TERRA PROJEKTNR. A043299 DOKUMENTNR. PME005 VERSION 1.0 UTGIVNINGSDATUM 2016-05-13 UTARBETAD LPJO GRANSKAD FRNS GODKÄND LPJO

PM STABILITET RIVNING AV KAJ 5 INNEHÅLL 1 Inledning 6 2 Syfte och avgränsning 7 3 Underlagsmaterial 7 4 Planerade åtgärder 7 5 Geotekniska förhållanden 9 6 Stabilitetsförhållanden 9 6.1 Nuvarande förhållanden 10 6.2 Framtida förhållanden 11 7 Slutsatser 12 Bilaga Plan markbelastningar bilaga 1

6 PM STABILITET RIVNING AV KAJ 1 Inledning AkzoNobel ska i enlighet med Vänersborgs Tingsrätt, Mark- och Miljödomstolen meddelad DOM, mål nr M 269-99 och M1960-12, daterad 2013-04-05 samt i enlighet med tidigare avgivna tillhörande domar (deldomar) sanera industriområdet i Bohus samt skydda Göta älv från föroreningar från genomströmmande grundvatten. I samband med anläggande av slitsmur inom hamnområdet har det framkommit fördelar med att riva den nuvarande kajen. Kajen kommer inte att användas i framtiden. Kajen består av en stålspont som är installerad i Göta älvs botten ned till nivå -7. Överst på stålsponten finns en krönbalk av betong och från den finns det strävor som sträcker sig in till fundament på land. Fundamenten är i sin tur stagade med en mindre stålbalk som sitter förankrade i en ca 3,5 m djup mothållsspont. Avståndet mellan strävorna varierar, men ett vanligt mått är ca 10 meter. I figur 1 visas utdrag ur en konstruktionsritning av kajen med tillhörande strävor, fundament, balkar och mothållsspont. I den ursprungliga ansökan om vattendom finns ingen beskrivning om rivning av kaj och dess påverkan på Göta älv. Figur 1. Utdrag ur konstruktionsritning kajkonstruktion.

PM STABILITET RIVNING AV KAJ 7 2 Syfte och avgränsning Syftet med denna PM är att beskriva planerade åtgärder i samband med rivningen av kajen och bedöma om de inverkar negativt avseende säkerhet mot skred mot Göta älv. Bedömningen omfattar stabiliteten för kajen och området cirka 70 meter bakom den. Stabilitetsförhållanden under utförandefasen behandlas i avsnitt 7.2 i "PM Geoteknik, Promemoria avseende geotekniskt kontrollprogram för stabilitet under utförande av barriärer och marksanering vid AkzoNobels anläggning i Bohus" Rev B daterad 2014-07-04. De tillåtna laster och lastkombinationer som anges där gäller också vid rivning av kaj. 3 Underlagsmaterial Underlaget till analyserna i det här arbetet finns beskrivet i "PM Geoteknik, Promemoria avseende geotekniskt kontrollprogram för stabilitet under utförande av barriärer och marksanering vid AkzoNobels anläggning i Bohus" Rev B daterad 2014-07-04. 4 Planerade åtgärder För att säkra att skydda Göta älv från föroreningar från genomströmmande grundvatten, kommer en tätskärm av bentonit att installeras. Innan installationen kommer sponter att sättas i Göta älv och på landsidan och vattnet mellan sponterna kommer pumpas bort. Genom successiv schakt och återfyllning ersätts förorenad jord mellan sponterna och därefter installeras bentonitskärmen. Den befintliga kajkonstruktionens strävor och fundament utgör ett hinder i arbetet och bör tas bort.

8 PM STABILITET RIVNING AV KAJ I figurerna 2 och 3 visas hur den tänkta arbetsordningen är. 1 Stödfyllning placeras utanför befintlig kajspont. 2 Befintliga strävor och fundament tas bort. 3 Ny tätspontkassun installeras innanför befintlig kajspont. 4 Förorenade massor bortschaktas och ersätts med rena massor. Figur 2. Arbetsordning rivning av kaj Figur 3. Arbetsordning rivning av kaj

PM STABILITET RIVNING AV KAJ 9 Efter läggning av stödfyllning och borttagande av strävor är det möjligt att kapa kajsponten i nivå med den nya botten. Det är inte möjligt att ta bort strävor innan stödfyllningen är på plats. Om stödfyllningen saknas kommer kajsponten att välta ut i Göta älv och det riskerar att jordmassorna på land rasar ut i Göta älv. 5 Geotekniska förhållanden De geotekniska förhållandena kännetecknas av en jordprofil på land som överst består av fyllnadsmassor som vilar på lera till stora djup. Fyllnadsjordens mäktighet i området för kajen är cirka 1,7 meter och den underliggande lerans tjocklek överstiger 50 meter. Fyllnadsjordens tunghet uppgår till 21 kn/m 3 och den inre friktionsvinkeln k = 32. Lerans tunghet uppgår till ca 15 kn/m 3 överst i profilen för att sedan öka till ca 16 kn/m 3 på djupet. Lerans karakteristiska skjuvhållfasthet c uk uppgår till cirka 13 kpa ökande till 15 kpa på 8 m djup, för att därifrån öka till ca 23 kpa på 20 m djup. Från det djupet ökar c uk med ca 1,2 kpa per meter. Älvlerans skjuvhållfasthet är generellt lägre än landlerans, men löper ihop mot landlerans på ett djup av ca 3 meter under älvbotten. Vid ytan är älvlerans karakteristiska skjuvhållfasthet c uk 10,7 kpa, för att därifrån öka med 0,8 kpa per meter. De installerade kalkpelarna ger en zon med lokalt högre skjuvhållfasthet. Ned till 10 meters djup ökar skjuvhållfastheten från 33 kpa i överytan till 35 kpa, för att därefter öka till 41 kpa på 18 meters djup. Grundvattenytan återfinns i gränsen mellan fyllnadsmassor och den underliggande leran, dvs. ca 1,7 meter under markytan. Porvattentrycket ökar hydrostatiskt från den nivån. 6 Stabilitetsförhållanden Stabilitetsförhållanden har beräknats i enlighet med IEG Rapport 6:2008. Beräkningarna har genomförts med karakteristiska värden i odränerad och kombinerad

10 PM STABILITET RIVNING AV KAJ analys. Kraven för tillräcklig säkerhet uppnås då säkerhetsfaktorn i odränerad analys, F c uppgår till minst 1,5 och säkerhetsfaktorn i kombinerad analys, F komb uppgår till minst 1,35. I analyserna har marklasten räknats med värden i enlighet med de tillåtna belastningar som råder idag, se bilaga 1. Beräkningssektionen ligger ungefär mitt i kajområdet och sammanfaller i stort med sektion S4, se figur 4. På planen över tillåtna markbelastningar, bilaga 1, överensstämmer beräkningssektionen med den som är benämnd 10A. Figur 4. Plan visande beräkningssektion. Beräkningarna är gjorda för nuvarande förhållanden med en kajkonstruktion och för de förhållanden då en stödfyllning är uppförd och kajen borttagen. 6.1 Nuvarande förhållanden Den lägst beräknade säkerhetsfaktorn i odränerad analys uppgår till F c = 1,48 och omfattar en glidyta vars gräns på land sträcker sig cirka 40 meter från Göta älvs strand, se figur 5.

PM STABILITET RIVNING AV KAJ 11 Sektion: 10A Skede: Befintliga förhållanden Analys: Odränerad Metod: Morgenstern-Price Name: Sektion 10A Befintlig.gsz Date: 2016-05-10 Time: 13:57:13 30 25 1.48 Name: Sprängsten Unit Weight: 21 kn/m³ Cohesion: 0 kpa Phi: 40 Name: Fyllnadsmaterial Unit Weight: 21 kn/m³ Cohesion: 0 kpa Phi: 32 30 Name: Lera O-1 (land) C-Datum: 13 kpa 25 C-Rate of Change: 0.25 kpa/m Elevation: 10 m Nivå (m) 20 15 10 5 0-5 -10-15 Sprängsten Lera O-1 (älv) Lera O-2 (älv) 10 kpa Fyllnadsmaterial Kalkpelare O-1 Kalkpelare O-2 5 kpa Lera O-1 (land) Lera O-2 (land) Lera O-3 (land) Name: Kalkpelare O-1 20 C-Datum: 33 kpa C-Rate of Change: 0.25 kpa/m 15 Elevation: 10 m Name: Lera O-1 (älv) Unit Weight: 15 kn/m³ 10 C-Datum: 10.7 kpa C-Rate of Change: 0.8 kpa/m Elevation: 6 m 5 Name: Lera O-2 (land) C-Datum: 15 kpa 0 C-Rate of Change: 0.8 kpa/m Elevation: 2 m Name: Kalkpelare O-2-5 C-Datum: 35 kpa C-Rate of Change: 0.8 kpa/m Elevation: 2 m -10 Name: Lera O-3 (land) Unit Weight: 16 kn/m³ -15C-Datum: 23 kpa C-Rate of Change: 1.23 kpa/m Elevation: -8 m -20-25 -20Name: Lera O-2 (älv) Model: Undrained (Phi=0) Unit Weight: 15.5 kn/m³ Cohesion: 10 kpa -25-30 -30 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 Längd (m) Figur 5. Stabilitetsberäkning nuvarande förhållanden, odränerad analys. I kombinerad analys blir den lägsta säkerhetsfaktorn F komb = 1,44 och det är för samma glidyta som i odränerad analys. 6.2 Framtida förhållanden I de framtida förhållandena har kajsponten tagits bort och en stödfyllning ligger utanför, se figur 6. Den beräknade lägsta säkerhetsfaktorn i odränerad analys uppgår till F c = 1,54. Sektion: 10A Skede: Framtida förhållanden Analys: Odränerad Metod: Morgenstern-Price Name: Sektion 10A Befintlig_tabortspont3.gsz Date: 2016-05-10 Time: 14:23:29 30 25 1.54 Name: Sprängsten Unit Weight: 21 kn/m³ Cohesion: 0 kpa Phi: 40 Name: Fyllnadsmaterial Unit Weight: 21 kn/m³ Cohesion: 0 kpa Phi: 32 30 Name: Lera O-1 (land) C-Datum: 13 kpa 25 C-Rate of Change: 0.25 kpa/m Elevation: 10 m Nivå (m) 20 15 10 5 0-5 -10-15 Sprängsten Lera O-1 (älv) Ny stödfyllning Lera O-2 (älv) 10 kpa Fyllnadsmaterial Kalkpelare O-1 Kalkpelare O-2 5 kpa Lera O-1 (land) Lera O-2 (land) Lera O-3 (land) Name: Kalkpelare O-1 20 C-Datum: 33 kpa C-Rate of Change: 0.25 kpa/m Elevation: 10 m 15 Name: Lera O-1 (älv) Unit Weight: 15 kn/m³ 10 C-Datum: 10.7 kpa C-Rate of Change: 0.8 kpa/m Elevation: 6 m 5 Name: Lera O-2 (land) C-Datum: 15 kpa 0 C-Rate of Change: 0.8 kpa/m Elevation: 2 m Name: Kalkpelare O-2-5 C-Datum: 35 kpa C-Rate of Change: 0.8 kpa/m Elevation: 2 m -10 Name: Lera O-3 (land) Unit Weight: 16 kn/m³ -15C-Datum: 23 kpa C-Rate of Change: 1.23 kpa/m Elevation: -8 m -20-25 -20Name: Lera O-2 (älv) Model: Undrained (Phi=0) Unit Weight: 15.5 kn/m³ Cohesion: 10 kpa -25-30 -30 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 Längd (m) Figur 6. Stabilitetsberäkning framtida förhållanden, odränerad analys.

12 PM STABILITET RIVNING AV KAJ I kombinerad analys är den lägst beräknade säkerhetsfaktorn F komb = 1,36 och den omfattar en kortare glidyta, se figur 7. Nivå (m) Sektion: 10A Skede: Framtida förhållanden Analys: Kombinerad Metod: Morgenstern-Price Name: Sektion 10A Befintlig_tabortspont3.gsz Date: 2016-05-13 Time: 13:42:00 30 25 20 15 10 5 0-5 -10-15 -20-25 Sprängsten Lera K-1 (älv) Lera K-2 (älv) 1.60 1.45 1.40 1.36 1.60 Ny stödfyllning 1.55 Längd (m) Fk = 1,54 10 kpa Fyllnadsmaterial Kalkpelare K-1 Kalkpelare K-2 Lera K-1 (land) Lera K-2 (land) Lera K-3 (land) -30-30 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 5 kpa 30 25 20 15 10 5 0-5 -10-15 -20-25 Name: Sprängsten Unit Weight: 21 kn/m³ Cohesion: 0 kpa Phi: 40 Name: Fyllnadsmaterial Unit Weight: 21 kn/m³ Cohesion: 0 kpa Phi: 32 Name: Lera O-1 (land) C-Datum: 13 kpa C-Rate of Change: 0.25 kpa/m Elevation: 10 m Name: Lera K-1 (land) Model: Combined, S=f(datum) Phi: 30 C-Datum: 1.3 kpa C-Rate of Change: 0.025 kpa/m Elevation: 10 m Name: Lera K-1 (älv) Unit Weight: 15 kn/m³ C-Datum: 10.7 kpa C-Rate of Change: 0.8 kpa/m Elevation: 6 m Name: Kalkpelare K-1 Model: Combined, S=f(datum) Phi: 31.3 C-Datum: 3.3 kpa C-Rate of Change: 0.025 kpa/m Elevation: 10 m Name: Lera K-2 (land) Model: Combined, S=f(datum) Phi: 30 C-Datum: 1.5 kpa C-Rate of Change: 0.08 kpa/m Elevation: 2 m Name: Kalkpelare K-2 Model: Combined, S=f(datum) Phi: 30 C-Datum: 3.5 kpa C-Rate of Change: 0.08 kpa/m Elevation: 2 m Name: Lera K-3 (land) Model: Combined, S=f(datum) Unit Weight: 16 kn/m³ Phi: 30 C-Datum: 2.3 kpa C-Rate of Change: 0.123 kpa/m Elevation: -8 m Name: Lera K-2 (älv) Unit Weight: 15.5 kn/m³ Cohesion: 1 kpa Phi: 30 Figur 7. Stabilitetsberäkning framtida förhållanden, kombinerad analys. 7 Slutsatser Den planerade rivningen av spontkonstruktionen och uppfyllnaden av stödfyllning medför god säkerhet avseende stabilitet.